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基因組排序揭尤加利葉為何毒不死樹熊

2018/7/3 — 14:09

資料圖片,網絡圖片

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樹熊是澳洲國寶之一,每日有近廿二小時睡眠或休息,其餘時間則吃對大部份哺乳類有毒的尤加利樹 (Eucalyptus) 樹葉,到底樹熊是如何演化出解毒機制呢?最新刊於《自然 — 基因》的研究則成功排序樹熊基因組解答這問題,基因組同時亦可助研發基因與疫苗,以及制定更完善保育政策,保護樹熊免受傳染病侵襲。

幾世紀前由歐洲人帶到澳洲的牲畜,將會導致雌性不育的衣原體 (chlamydia) 以及類似愛滋病病毒的樹熊逆轉錄病毒 (koala retrovirus, KoRV) 傳到樹熊身上,已令樹熊數目不斷下降,再加上城市化,現時澳洲只餘約不足 33 萬隻樹熊,其中由於南北澳的數目不平均亦增加保育該有袋動物的難度。

由 54 個來自世界各地的學者組成研究團隊,利用新南威爾斯大學的超級電腦,成功排序超過 2 萬個樹熊基因,並組成一個比人類基因組稍大的樹熊基因組。其後,團隊再分析這些樹熊基因於心臟、肝以及其他組織的活躍程度。

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團隊發現,樹熊有額外多一個稱為 aquaporin 5 的基因,可以幫助其評估樹葉中的水份多寡,同時牠們體內有大量能發展嚐苦與甜味味蕾的基因,前者可助樹熊辨悉樹葉中如萜烯 (terpene) 、醣苷 (glycoside) 類的毒素,後者則可評估其他營養成份,讓樹熊可更善用時間及選擇食物。

更重要的是,團隊發現樹熊體內一種稱為 CYP2C 基因比老鼠、人類都較多,而這類基因會令肝臟產生更多酵素解毒,避免樹熊因進食尤加利樹樹葉而死亡。

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團隊又發現,至少 4 個基因控制對衣原體感染產生免疫反應,以及 73 個插入了多種逆轉錄病毒的基因。團隊認為獲得這種免疫基因資訊,可幫助了解哪種 KoRV 最危害樹熊生命,以及為何部份樹熊不受衣原體影響,從而加快研發相關疫苗與藥物,保護樹熊免受傳染病侵襲,數量繼續下跌。

領導研究的澳洲博物館研究所總監 Rebecca Johnson 指,人類基因組已令人類藥物有劃時代的改變,並透過排序自己的基因組有個人化的療程;現時樹熊的基因組也成功排序,類似的樹熊治療方法也相信會出現。

來源:
The Guardian, New koala gene map could help prevent extinction, 3 July 2018
Science, A koala’s diet would kill most mammals. Their genome reveals how they survive, 2 July 2018

報告:
Johnson, R.N., O’Meally, D., Belov, K. & et al. (2018). Adaptation and conservation insights from the koala genome. Nature Genetics published online 2 July 2018. DOI:10.1038/s41588-018-0153-5

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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