生物失去必要基因也能演化求生

酵母菌是真核生物，是分子生物学研究的重要模式生物。它约有六千个基因，其中一千多个基因是不可或缺的“必要基因」(Essential gene)”。这些必要基因一但被剔除，细胞必死无疑。台湾中研院的研究团队意外发现，酵母菌的一个必要基因 PRP28 可以被删除，而酵母菌还能活着。在负责剪接 RNA 的剪接体 (Spliceosome)中，PRP28 是一个不可或缺的。失去了 PRP28，RNA 剪接无法进行，细胞就会死掉。研究团队发现，将 PRP28 搭配的零组件进行互补性的改变，细胞就可以不需要 PRP28。但这种缺少 PRP28 的酵母菌因为 RNA 剪接效率低，导致生长得比较差。研究人员进一步探索，这种生长比较差的酵母菌能否再回到原本充满活力的生长状态？也就是说，当永远失去 1 个必要基因之后，生物系统要如何应变以补偿这个损失？利用酵母菌，他们做了一个缩时演化实境秀：让缺少了必要生长基因的酵母菌在实验室演化，产生适应性突变，并一路观察生长速度是否加快，最后达到最佳状态。失去 PRP28 的酵母菌经过了 300 个世代演化之后，出乎意料地回到了健康的状态，上演了绝处逢生。研究团队深入调查后，发现演化后的酵母菌可藉由降低上游转录(Transcription)的效率，让转录与 RNA 剪接(Splicing)再度同步化，像是一种负负得正的概念，借此重新优化细胞整体基因的表现。