中研院破解植物「遗传讯息」关键密码 基因图谱再改写

植物为了顺利成长，必须随时自我调控，增加生存机会。中央研究院农业生物科技研究中心助研究员刘明容研究团队，近期发现植物自我调控基因表现关键，使得植物基因图谱更加完善，未来可望用来破解农作物基因序列里的遗传讯息，进一步了解作物成长如何克服环境不利因素，大幅推进农业生物科技发展。研究成果近期已刊登于国际期刊《基因体研究》（Genome Research）。

植物为因应生长发育所需，体内细胞会启动基因，产生各种蛋白质，在植物体内分别执行不同功能。然而，各种蛋白质的功能最初是被「编码」在 DNA基因片段里，需仰赖细胞里成熟的讯息核糖核酸（mRNAs）携带着基因遗传讯息，经过「转译」（translation）步骤，将基因序列解码，生成相对应的胺基酸，才能组合出不同种类蛋白质。

在这道转译步骤中，若是转译起始点不同，制造出的蛋白质也不一样，接下来也将被送往不同细胞位置，发挥各自作用。刘明容比喻，若将遗传讯息想像成高速公路地图，转译过程就像车子行驶在高速公路，车从哪个匝道进入，相对应的出口匝道也会跟着确定。换言之，转译起始点可以决定遗传讯息解码方式、时间与地点，以及最终合成的蛋白质种类和其功能。

目前科学家已知「遗传密码子AUG」是开启转译过程的常见起始点，但刘明容团队运用创新方法，有系统地分析植物细胞内正在进行转译的核糖核酸，结果发现，阿拉伯芥、番茄等植物的讯息核糖核酸，除了会使用已知的遗传密码子AUG外，也会选择使用不是AUG的遗传密码子开启转译，进而产生新的蛋白质，改变植物的生物功能。这说明植物体内仍有许多尚未被发现的转译起始点。

除此之外，研究还发现，植物对于转译起始点和遗传密码子是有选择性的，而且具有序列偏好。这样的选择性可以帮助植物挑选不一样的转译起始点，产生不同蛋白质与调控基因表现，以因应环境变化。刘明容也表示，本研究可以协助科学家从基因定位角度，提供更完善的基因图谱。

中研院表示，该研究论文：Prevalence of alternative AUG and non-AUG translation initiators and their regulatory effects across plants已在今年9月24日发表。研究团队有刘明容助研究员及第一作者李雅茹研究助理。