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人類的基因中有約1000個必要基因(Essential gene)，這些基因算是生物基因體最核心的一群基因，就像車子的引擎一樣，所以這些基因如果被剔除的話，就像車子的引擎有所毀損，細胞必死無疑！而中研院的基因體研究所發現了一個新的機轉概念，可以逆轉細胞必死無疑的演化奧秘。
模擬人類細胞的酵母菌細胞
酵母菌是真核生物，除了用來釀酒和烘焙之外，它有6000個基因，其中有1000多個必要基因與人類細胞的必要基因相同，所以是研究分子生物學的重要模式生物。而中央研究院基因體研究中心張典顯副主任的研究團隊，發現酵母菌中的必要基因PRP28被刪除後，酵母菌居然還活著！如果這項技術可以應用在人類的細胞上，將可以逆轉基因被刪除後死亡的機制。
PRP28基因的功能
PRP28基因的功能像是剪刀，負責酵母菌和動物細胞中剪接pre-mRNA，變為成熟mRNA，當作DNA序列轉錄成蛋白質合成的模板，所以若PRP28基因缺失時，會無法剪接pre-mRNA，影響到RNA轉譯成蛋白質的過程，造成細胞死亡。若酵母菌上的PRP28基因被刪除，細胞還能夠存活，代表PRP28搭配的「零件」有互補性的改變，讓細胞可以不需要PRP28基因。
張典顯研究團隊發現，PRP28必須基因缺少後，生物系統應變補償缺失的演化狀態，讓細胞沒有死亡，只是生長的效率比較差而已，而本文的第一作者張尚麟博士更進一步探討，這種長得比較差的酵母菌要怎麼回復原本的生長狀態？
逆轉必死無疑的演化奧秘
研究團隊模擬達爾文所提出的天擇說，利用酵母菌做了一個縮時演化實境秀，讓失去PRP28必須基因的酵母菌，進行300個世代的演化，在人類中300世代需要2500~3000年左右，但在酵母菌的世界中，只要半年就可以達到。(正常的酵母菌約18.5天就可以達到300次的演化世代，但缺少PRP28基因的比較久。)
在生物體中，DNA會先把遺傳訊息經過PRP28基因剪接變成mRNA，再轉成蛋白質。研究團隊深入研究，缺失PRP28基因的酵母菌中RNA剪接變慢，所以演化進行得比較緩慢，就像汽車的後輪卡住了，所以車子會運行得比較慢，如果可以把汽車前輪也調慢，車子的整體運行就會再次變得順暢。那麼把汽車前輪調慢的方式就是降低上游轉錄(Transcription)的效率，讓轉錄和RNA剪接的效率再步同化。
血癌治療的新策略
目前確定是RNA剪接損壞所造成的疾病，有骨髓異常增生症候群(Myelodysplastic syndromes,MDS)，是一種因骨髓中未成熟血球不正常增生導致的癌症，且這些腫瘤細胞並不會轉為成熟血球細胞；還有急性骨髓性白血病(Acute myeloid leukemia,AML)是骨髓的正常造血細胞被白血病細胞所取代，抑制正常細胞的生長，因而導致造血功能的喪失。
針對這些血癌的疾病治療，FDA已經剛通過直接修復RNA剪接問題的藥物，而研究團隊的概念是，如果可以利用RNA剪接的效率再步同化上游的新概念，或許可以提升治癒的效率。
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文/黃聖筑 圖/許嘉真