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近期研究成果

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工業用瑞氏木黴菌為何不孕?DNA甲基轉移酶破壞基因體穩定性

發布時間: 2024-07-23

你有聽過木黴菌嗎?木黴菌是工農業應用最普遍的真菌之一,舉凡酵素生產、生質能源、食品製造、生物防治與生物肥料等,都可以發現木黴菌的相關應用。野生木黴菌具高度遺傳多樣性與強大環境適應能力,廣泛分佈於土壤、空氣、各種水域與植物殘骸枯枝落葉上。它和許多動植物致病性絲狀真菌的奇特共同點是「雄性或雌性不孕(male or female infertility)」,它們不易或無法進行有性交配與減數分裂。工業用瑞氏木黴菌則是少數能進行有性生殖的木黴菌菌種。本院分子生物研究所王廷方領導的研究團隊發現,瑞氏木黴菌的DNA甲基轉移酶在減數分裂中具多項功能,第一是負責啟動減數分裂,第二是促進親代雙方同源染色體間發生DNA重組,產生新遺傳變異。第三是以特殊表觀遺傳機制,將親代DNA上大量的胞嘧啶(cytosine) 甲基化,誘發點突變成胸腺嘧啶(thymine),快速增加減數分裂產物(有性孢子)的基因體多樣性。

遺傳變異過高的效應有如雙面刃,雖然有時能提升後代環境適應能力,但也常導致基因體產生不穩定性,造成有性孢子無法萌發成菌絲,又或者萌發出的新生菌絲無法正常進行營養生長。團隊發現雌性或雄性不孕的野生木黴菌憑藉菌絲營養生長而無性繁衍,反而更能維持基因體穩定性並延續既有生存優勢。本研究於2024年7月18日發表於《核酸研究》(Nucleic Acids Research)科學期刊。三位共同第一作者為本院分生所博士後研究學者陳秋玲博士、訪問學者林湙宸與研究助理姚仲軒。研究經費為分生所業務費及國家科學及技術委員會支應。

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