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,陽明大硬碟救援學腦科學研究所副教授蔡金吾研究團隊,主資料救援動創造基因突變,並藉此觀察哪些基因突變後,會造成大腦發育不良。

不知道硬碟救援大家有沒有把電腦各種照片影片、製作或正在聽的音樂、出國或成長的回憶、公司或作業的檔案、重要的文字內容、原本要看的連結不小心刪除的經驗呢?有在用電腦操作的朋友們一定知道,電腦桌面的凌亂是大家都有的,常常空不出時間下定決心整理,但是往往一整理,就會在不經意間把檔案整理到不知道擺去哪裡,事後完全找不到,回過神來的時候,檔案已經被刪除了,要把刪掉的檔案從硬碟救援回來可不是個簡單的事情,很多在處理這方面的專業人員,會先評估硬碟損壞情況,用程式加以輔助,看是否能把資料拉回來,以價格來說會以不同處理方式還有格式去收費,而常見的故障有,分區損壞、韌體損毀、電路板的故障、資料遭到覆蓋、壞軌等等,正所謂「內行看門道,外行看熱鬧」,這些故障問題&專業技術,其實外行人根本就無法區分硬碟救援的難易,交由專業判斷多加比較才是上策。

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。

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