解開生殖細胞 登於國際知名期刊

2015-11-19   | 李家萓
慈濟大學林明德老師與研究團隊解開Vasa蛋白參與生殖細胞形成的機轉。(照片提供:林明德)
為運用於蟲害管理,降低對生態環境的衝擊,慈濟大學林明德老師研究團隊解開Vasa蛋白參與生殖細胞形成的機轉,未來對於蚊子、小黑蚊等諸如特定昆蟲的防治,提供另一種可能解決的方式;該項研究成果發表於2015年10月的國際知名期刊《自然科學報導》。

林明德老師研究團隊解開了 Vasa 蛋白能聚集於果蠅生殖漿 (germ plasm) 和調控生殖細胞特化的關鍵序列,對於昆蟲生殖漿組裝的演化發育意涵,提出突破性的見解。

生殖細胞的形成一直以來都是發育生物學重要的課題之一。而在果蠅、線蟲、青蛙與斑馬魚等物種,均透過生殖漿(germ plasm)來決定生殖細胞的形成,vasa基因就是生殖漿中的主要成分。在1986年,vasa基因首度被諾貝爾獎得主艾瑞克.威斯喬斯的團隊所發現,雖然vasa基因已經被發現將近三十年,然而對於vasa基因如何參與並決定生殖細胞形成的機制並不明瞭。

突破性研究 獲得成果

林明德老師表示,這項研究的緣起是在一個偶然的機緣下與臺灣大學昆蟲學系張俊哲老師合作,意欲借重果蠅強大的分子遺傳工具來剖析蚜蟲vasa基因的功能,並由當時(2008年)就讀生命科學系大二的王思捷同學接下這個工作。

蚜蟲是常見的農作物害蟲,因此希望能夠做害蟲防治。起初王思捷同學將蚜蟲的Vasa蛋白表現於果蠅的卵巢,發現蚜蟲的Vasa蛋白並不能聚集於果蠅生殖漿也沒有功能。然而,王思捷鍥而不捨的將蚜蟲Vasa蛋白與果蠅Vasa蛋白的不同區段嵌合後,竟出現令人驚喜的結果,發現Vasa蛋白的一個麩醯氨酸可以決定Vasa蛋白的結構並影響其於生殖漿的分佈。2010年王思捷以此研究參加第四十三屆日本發育生物學年會上並獲得當年最佳壁報獎,為唯一的獲獎大學生,也獲得該學會獎學金。

進行生殖漿Vasa蛋白研究,從2008年開始到今年終於被國際知名期刊刊登,王思捷表示,做實驗是一段漫長的過程,必須要有堅強的毅力、能夠忍受失敗並適時做出修正。王思捷讀大一時由於普通生物學成績不甚理想,經由老師鼓勵進入實驗室後,沒想到卻因為作實驗而改變了他讀書的態度。

王思捷有感而言:「以前覺得讀那些書都沒有用,做了實驗以後,才知道這些知識實驗都會用到。」爾後王同學開始認真讀書,成績一年比一年好,並成為慈大五年一貫的學生,大五修完研究所課程,隨後留在林明德老師實驗室,繼續研究Vasa蛋白。2014年該研究結束,2015年發表在10月的國際知名期刊《自然科學報導》。

對於解開Vasa蛋白參與生殖細胞形成的發現,林明德老師認為,雖然目前已有一些利用雌不孕技術來造成昆蟲族群量降低的方法,但運用上仍然有其限制而效果也有限。針對Vasa蛋白的研究,未來可以設計藥物讓特定昆蟲不孕,運用於蟲害管理,例如登革熱與小黑蚊的族群數量控制,並降低對生態環境的衝擊。

(文:李家萓 慈濟大學秘書室報導 2015/11/17)

 

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