改寫基因圖譜！ 中研院破解植物「遺傳訊息」關鍵密碼

▲中研院農生中心劉明容研究團隊照片（右一手持問號者為劉明容）。（圖／中研院提供）

記者崔至雲／台北報導

植物為了順利成長，必須隨時自我調控，增加生存機會。中央研究院研究團隊近期發現植物自我調控的基因表現關鍵，使得植物基因圖譜更加完善，未來可望用來破解農作物基因序列裡的遺傳訊息，進一步了解作物成長如何克服環境不利因素，大幅推進農業生物科技發展。研究成果近期已刊登於國際期刊《基因體研究》（Genome Research）。

農業生物科技研究中心助研究員劉明容說明，植物為因應生長發育所需，體內細胞會啟動基因，產生各種蛋白質，在植物體內分別執行不同功能。然而，各種蛋白質的功能最初是被「編碼」在 DNA基因片段裡，需仰賴細胞裡成熟的訊息核糖核酸（mRNAs）攜帶著基因遺傳訊息，經過「轉譯」（translation）步驟，將基因序列解碼，生成相對應的胺基酸，才能組合出不同種類蛋白質。

在這道轉譯步驟中，若是轉譯起始點不同，製造出的蛋白質也不一樣，接下來也將被送往不同細胞位置，發揮各自作用。劉明容比喻，若將遺傳訊息想像成高速公路地圖，轉譯過程就像車子行駛在高速公路，車從哪個匝道進入，相對應的出口匝道也會跟著確定。換言之，轉譯起始點可以決定遺傳訊息解碼方式、時間與地點，以及最終合成的蛋白質種類和其功能。

目前科學家已知「遺傳密碼子AUG」是開啟轉譯過程的常見起始點，但劉明容團隊運用創新方法，有系統地分析植物細胞內正在進行轉譯的核糖核酸，結果發現，阿拉伯芥、番茄等植物的訊息核糖核酸，除了會使用已知的遺傳密碼子AUG外，也會選擇使用不是AUG的遺傳密碼子開啟轉譯，進而產生新的蛋白質，改變植物的生物功能。這說明植物體內仍有許多尚未被發現的轉譯起始點。

除此之外，研究還發現，植物對於轉譯起始點和遺傳密碼子是有選擇性的，而且具有序列偏好。這樣的選擇性可以幫助植物挑選不一樣的轉譯起始點，產生不同蛋白質與調控基因表現，以因應環境變化。劉明容也表示，本研究可以協助科學家從基因定位角度，提供更完善的基因圖譜。