基因突變豬隊友化身神隊員 大數據分析DNA解密

基因突變豬隊友化身神隊員 大數據分析DNA解密

【NOW健康 陳敬哲/台北報導】基因突變已被認知是導致多項疾病的主要原因,最為人所知的就是癌症,因此想要提前預防或治療腫瘤,基因突變就是重點研究項目,中央研究院發現,組成基因的分子RNA,如果轉錄或編輯不正常,就會增高多項疾病發生風險。

 

中研院表示,DNA是由4種核苷酸A、C、G、T所組成,這4個「密碼」的排列順序也蘊藏遺傳的訊息,些訊息需先轉錄成RNA,再編輯轉譯成蛋白質,才能運作生命機制,過去相關研究在討論基因突變的致病性時,未曾考慮過RNA編輯機制的影響。

 

中央研究院基因體研究中心莊樹諄研究員團隊,將生物資訊結合大數據分析,探討「A-to-G RNA編輯(RNA editing)機制」與基因突變的關係,為病理基因體學(pathogenomics)提供新的思考角度。

 

在判斷基因突變的危害性時,除了看DNA序列,也應考量RNA轉錄資料,才能更精確地評估。此研究已於今(2019)年9月發表於《基因體研究》(Genome Research)。

 

莊樹諄表示,A-to-G RNA編輯機制的正常與否,和自閉症、癲癇及阿茲海默症等複雜的神經疾病密切相關,此研究結果將有助於瞭解相關疾病,可望減少探討基因突變時對其致病及危害程度的誤判,同時也解開了病理基因體學的一大謎題。

 

基因突變即是基因中的A、C、G、T排列發生變異。如果某個位置本應是「A」,卻變成「G」,即是發生「A/G點突變」。如果突變發生在重要的基因位置,將影響到後續產生的蛋白質功能,便會對生命體造成危害。

 

A-to-G RNA編輯機制 可以在DNA轉錄成RNA時,將RNA中的「A」轉換成「G」。莊樹諄因此好奇,這套機制對DNA上的A/G基因突變而言,究竟是提油救火的「豬隊友」,還是雪中送炭的「神救援」,他大膽假設,A-to-G RNA編輯機制,可使某些A/G點突變的危害性下降。

 

研究團隊首先整合了447位不同人類個體的DNA及RNA序列資料,進行大數據統計與演化分析,並評估A/G點突變的危害程度、在群體中的發生頻率,及其與A-to-G RNA編輯機制間的關係。

 

接著,再深入分析「千人基因體計劃」(1000 Genomes Project)蒐集到逾2,000人的DNA序列資料後證實:A-to-G RNA編輯事件確實和A、G2種核苷酸的發生率有關,尤其當A/G點突變所造成的危害越大,相關性就越大。

 

中研院強調,人體會透過調控A-to-G RNA編輯機制,來平衡基因突變造成的危害。當A→G突變對生命有害時,生命體就會降低A-to-G RNA編輯機制發生率,以減少A變成G;相反地,如果造成危害的是G→A突變,A-to-G RNA編輯機制就可能會「神救援」,把原本有害的A,回復為G。

 

莊樹諄表示,本次研究成果有賴於大數據、生物資訊與堅實的演算邏輯推導,在人類DNA序列上30億個鹼基被解碼之後,科學家得以藉此探索人體內各種生命機制的變化與DNA之間的關係。近年來個人化全基因體定序分析越來越普遍。這些大量且多樣的定序資料,若經過大數據的處理,可以協助醫療診斷的判讀,因此,生物資訊分析愈形重要。

 

更多健康資訊一次滿足!點此進入【NOW健康】


行動版 電腦版