酵母菌演化基因體 可用於開發新藥

酵母菌是真核生物，宛如人類細胞，除了用來釀酒與烘焙，也是分子生物學研究的重要模式生物，中央研究院基因體研究中心副主任張典顯研究團隊發現，演化後的酵母菌若轉移到生物系統優化上，可用於協助開發治療疾病新藥物，成為國內首度登上國際期刊《自然生態演化》的研究。

酵母菌擁有6000個基因，其中1000多個基因是不可或缺的「必要基因」(Essential gene)，並且這些「必要基因」也存在於人類體內，所以它們不僅是群古老的基因，也是生物基因體內最重要且最核心的一群基因。如果這些必要基因一旦被剔除，細胞必死無疑。

該研究第一作者、中央研究院基因體研究中心博士後研究員張尚麟指出，在負責剪接RNA的剪接體 (Spliceosome)中，「PRP28」是一不可或缺的零組件，一旦失去了「PRP28」，細胞就會死掉，但研究團隊發現將「PRP28」搭配的零組件互補性的改變，細胞就可以不需要「PRP28」。但這種缺少「PRP28」的酵母菌因為RNA剪接效率低，導致生長得比較差。

研究團隊在研究室觀察酵母菌的演化，發現如果失去「PRP28」的酵母菌，經過了300個世代演化之後，出乎意料地回到了健康的狀態。

研究團隊深入調查後，發現演化後的酵母菌，可藉由降低上游轉錄(Transcription)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。

研究團隊也透過實驗結果得知，生物系統中有許多錯綜複雜的基因表現路徑，不同步驟可以互相影響（例如：RNA轉錄與RNA剪接），讓我們更了解細胞運轉的邏輯與生物系統的演化。

研究團隊發現，這個觀念可以被運用到生物系統的優化，提供未來設計調控生物系統的新路徑，例如在開發治療疾病的藥物時，可針對標的物的上下游，進行調整以達到系統的整體平衡。

中研院表示，這項研究論文已於今年11月登上國際學術期刊《自然生態演化》(Nature Ecology and Evolution)，該期刊為《Nature》子期刊，共同作者還包括：台灣大學基因體與系統生物學程博士班學生王宣凱，以及基因體研究中心博士後研究員董璐。

旺報 李侑珊