大腦為何發育異常,一直是醫學與科學界致力解答的謎團,陽明大學腦科學研究所利用「跳躍基因」(transposon),發展新基因篩選方法,成功找出30多個可能造成大腦發育疾病的基因,奠定後續基因研究基礎,這項具有原創性的醫學方法,獲刊於國際頂尖期刊《Nature Communications》(中譯《自硬碟救援然通訊》)。
新生兒諸多大腦發育疾病,已被證實與基因有關,而人類身上共有2萬多個基因,若能找出哪些基因與大腦發育有關,將有助於未來提早篩檢疾病,甚至發展新的治療策略。
但是,人體當中有多少基因突變,會導致大腦發育異常,一直是醫學與科學嘗試解答的謎團,但受限於基因數量龐大,且自然基因突變非常罕見,逐個測試基因與疾病的關聯,根本不可能。
為了克服漫無目標地搜索突變基因,陽明大學腦科學研究所副教授蔡金吾研究團隊,主動創造基因突變,並藉此觀察哪些基因突變後,會造成大腦發育不良。
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蔡金吾利用一種在DNA序列中的「跳躍基因」,植入鼠腦神經幹細胞中誘發突變,成功觀察到部分基因突變,對神經細胞生成、分化、遷移及連結造成影響,進而影響鼠腦發育,團隊運用這個全新的基因篩選方法,找出33個可能與大手機資料救援腦發育相關的基因。
蔡金吾表示,利用「跳躍基因」來誘發突變,在於基因突變機率非常低。在自然界或人類中找到會致病的基因,需要非常久的時間,而許多生物都有「跳躍基因」,例如玉米、昆蟲,甚至人類都有,才會想到利用這個方法加速細胞突變。
蔡金吾說,動物與人類有很多共有基因,利用動物模型,不僅可克服在人體試驗的困難,也能幫助研究這些基因影響大腦發育的分子及細胞學機制。這個新方法的重要性,在於克服現有傳統遺傳學限制,不必從2萬多個基因內逐個檢驗,就能快速找出與大腦發育有關的基因,對基礎科學以及後續醫學應用具有原創性貢獻。