中研院研究─生物缺少關鍵基因 可修補康復


2018-11-09

〔記者吳亮儀/台北報導〕因核糖核酸(RNA)剪接異常所導致的急性骨髓性白血病等疾病,未來可望有新的治療方向。中研院研究發現,如果透過藥物讓RNA轉錄變慢,可能讓RNA剪接恢復正常,達到治療目的。

中研院研究發現,若把酵母菌當中的必要基因「PRP28」刪除,酵母菌還可以活著,但卻會讓酵母菌的RNA剪接變慢,若能了解少了關鍵基因的酵母菌如何經由修補重回「健康」狀態,未來有機會應用在治療急性骨髓性白血病上。

為了解其中機制,研究團隊在實驗室內透過演化實境秀的方式,讓缺少PRP28的酵母菌在實驗室裡演化,最後會產生突變,讓酵母菌活到健康狀態。

中研院基因體研究中心博士張尚麟指出,酵母菌的「PRP28」基因,在大部分的生物內都有,屬必要基因之一,雖然各生物基因序不盡然相同,但功能都是用作基因剪接。

張尚麟說,當失去了「PRP28」,基因(RNA)剪接無法進行,它就像是車輛的引擎,如果車輛失去引擎就無法使用,正常來說,酵母菌失去「PRP28」細胞就會死掉,但研究團隊發現,將「PRP28」搭配的零組件進行互補性改變,細胞就可以不需要「PRP28」。

運用演化生物學概念治療疾病

研究團隊要討論的是,「當永遠失去一個必要基因之後,生物系統要如何應變以補償這個損失?」最後發現,演化後的酵母菌可藉由降低上游轉錄的效率,讓轉錄與RNA剪接再度同步化,藉此重新優化細胞整體基因的表現。

張尚麟說,這項研究新發現是讓細胞少了必要基因之後,經過修補,還能讓它重回健康狀態,算是演化的基因工程,「是演化生物學的概念」。

研究團隊認為,這個概念或許可以應用在治療人類疾病上。像是因RNA剪接異常所導致的骨髓異常增生症候群、急性骨髓性白血病等疾病,可思考是否可以透過藥物等方式,讓細胞中的RNA轉錄變慢、讓RNA剪接恢復正常狀態。張尚麟說,這部分還要花很久的時間慢慢做實驗。

台灣研究首登《自然生態演化》期刊

這項研究已在本月登上國際期刊《自然生態演化》(Nature Ecology and Evolution)。研究團隊指出,這是台灣首度有研究論文登上此期刊。

  • 台灣大學基因體與系統生物學程博士班學生王宣凱(由左至右)、基因體研究中心董璐博士、張尚麟博士、中研院基因體研究中心副主任張典顯。
(記者吳亮儀攝)

    台灣大學基因體與系統生物學程博士班學生王宣凱(由左至右)、基因體研究中心董璐博士、張尚麟博士、中研院基因體研究中心副主任張典顯。 (記者吳亮儀攝)