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以核醣核酸干擾技術誘發基因靜默之研究有助於提升酵母菌產量

2019/05/09 @國際

摘要

丹麥科技大學研究團隊以啤酒酵母菌做為研究材料,建立全基因組尺度的RNAi干擾模式,透過高通量微流體單細胞篩選法找出在蛋白質產量上提升之酵母菌個體並分析其基因序列,藉以釐清基因的表現模式與所影響的產物產量。

示意圖

以核醣核酸干擾技術誘發基因靜默之研究有助於提升酵母菌產量

  核醣核酸干擾技術(RNA interference,簡稱RNAi)是生物體中控制基因表現的一種機制,其中以微型核醣核酸(miRNA)或小干擾核糖核酸(siRNA)為主要干擾形式。透過基因靜默(gene silencing)的研究可釐清目標基因的表現模式與產物形式(即蛋白質種類或表徵形態),為個體發育、基因表現、醫藥開發等研究做出巨大貢獻。丹麥科技大學(Technical University of Denmark,Danmarks Tekniske Universitet,簡稱DTU)的研究團隊以啤酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)做為研究材料,建立全基因組尺度的RNAi干擾模式,藉以釐清基因的表現模式與所影響的產物產量,最後達到提升酵母菌產物的產量之目的。

  研究團隊以α-澱粉酶產量作為蛋白質產量的總指標,利用約243,000個與RNAi相關的干擾因子(effectors)進行RNAi資料庫的建置,並透過高通量微流體單細胞篩選法(high-throughput microfluidic single-cell screening)找出在蛋白質產量上提升之酵母菌個體,接著分析其基因序列,最終找到9個明顯影響α-澱粉酶產量的基因,這9個基因分別影響細胞代謝、蛋白質修改與降解、調控細胞週期等功能。【延伸閱讀】使用全基因組關聯分析大豆中的菌根菌定殖基因

  丹麥科技大學研究團隊的這項研究為酵母菌提供更多元的應用,該研究模式及實驗流程也可望應用在其他真菌類的生物系統。此外,RNAi在酵母菌的表現模式,可逐步應用在生物醫藥、蛋白質與酵素製作或蛋白質產物量產領域等方面。

  該研究由諾和諾德基金會(Novo Nordisk Foundation)及瑞典戰略研究基金會(Swedish Foundation for Strategic Research)提供資助,相關研究成果已發表在<Proceedings of the National Academy of Sciences>。

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