中研院找到寄生型線蟲機制 將可應用於農業用藥

中研院分子生物研究所助研究員薛雁冰(前排中)帶領研究團隊,於《美國國家科學院院刊》(PNAS)發表2篇「食肉真菌捕捉線蟲機制論文,將可發展成新的生物防治方法,開發新藥對抗感染人體動物寄生性線蟲,應用於農業上。(中研院提供/李侑臺北傳真)

許多線蟲爲寄生型線蟲,會寄生各類動植物,造成經濟作物巨大的損失,並在開發中國家廣泛傳染疾病中央研究院分子生物研究所助研究員薛雁冰帶領研究團隊,於《美國國家科學院院刊》(PNAS)發表2篇「食肉真菌捕捉線蟲機制」論文,將可發展成新的生物防治方法,開發新藥對抗感染人體及動物的寄生性線蟲,應用於農業上。

蠔菇、杏鮑菇等側耳屬(Pleurotus)真菌,爲相當常見的食用菇類,亦稱爲食肉真菌。科學家發現,在貧瘠環境中,這些菇類的菌絲會麻痹並殺死線蟲以獲取養份,但是目前科學家對此快速麻痹機制所知甚少。

薛雁冰研究團隊利用模式生物「秀麗隱杆線蟲」(Caenorhabditis elegans)來研究食用菇類麻痹線蟲的分子機制。團隊發現,當線蟲碰到蠔菇的菌絲時,線蟲肌肉裡的鈣離子濃度會異常的飆高,使得肌肉過度收縮而麻痹癱瘓。

接着,研究團隊篩選隨機突變的線蟲,並找出具有真菌抗性的突變株,發現真菌的毒素,需要透過線蟲的感知神經纖毛進入線蟲體內使其麻痹,當線蟲因突變而失去感知神經上的纖毛結構時,對蠔菇毒素產生抗性,但是隻要恢復一種感知神經元的纖毛結構,真菌便能再次麻痹突變線蟲。

薛雁冰研究團隊還發現,此真菌毒素能造成神經與肌肉細胞快速的壞死。此造成線蟲細胞快速死亡的機制,與現有的寄生蟲藥物伊維菌素涕滅威左旋咪唑等截然不同。

薛雁冰研究團隊指出,現在的抗寄生蟲藥物是影響寄生蟲的神經活性。菇類的毒素則是能直接造成細胞死亡。因此在未來可望發展成新的生物防治方法應用在農業上,或是開發出新藥物,以對抗感染人體及動物的寄生性線蟲。

薛雁冰研究團隊論文已於3月17日刊登於《美國國家科學院院刊》,同時被選爲封面故事之一,第一作者爲中研院分子與細胞國際學程博士生李京翰