生物資訊結合大數據 中研院找到有害突變演化機制

中研院基因體研究中心研究員莊樹諄(着黃外套者)及其研究團隊，右二爲中研院基因體研究中心博士後研究員麥德倫。（中研院提供／李侑珊臺北傳真）

DNA是由四種核苷酸A、C、G、T所組成，機制正常與否和自閉症、癲癇及阿茲海默症等神經疾病相關，中央研究院基因體研究中心研究員莊樹諄團隊，將生物資訊結合大數據分析，精確評估DNA序列，可望減少探討基因突變時，誤判相關致病及危害程度，甚至解釋了爲何某些有害突變能演化保存至今，研究成果已發表於國際期刊《基因體研究》（Genome Research）。

組成DNA的四種核苷酸A、C、G、T四個「密碼」，排列順序蘊藏遺傳的訊息。這些訊息需先轉錄成核糖核酸（RNA），再編輯轉譯成蛋白質，才能運作生命機制。過去相關研究在討論基因突變的致病性時，未曾考慮過RNA編輯機制的影響。

莊樹諄研究員團隊將生物資訊結合大數據分析，首先整合447位不同人類個體的DNA及RNA序列資料，進行大數據統計與演化分析，接着再深入分析「千人基因體計劃」（1000 Genomes Project），並蒐集到逾2000人的DNA序列資料後證實，「A-to-G RNA編輯（RNA editing）機制」與基因突變的關係。

莊樹諄表示，A-to-G RNA編輯機制的正常與否，和自閉症、癲癇及阿茲海默症等複雜的神經疾病密切相關，此研究結果將有助於瞭解相關疾病，盼能協助診斷，可望減少探討基因突變時，對其致病及危害程度的誤判，同時也解釋了病理基因體學的一大謎題，爲何某些有害突變能在演化中保存至今。

莊樹諄提到，A-to-G RNA編輯事件常見於多細胞生物，其功能造成的影響好壞，在學界仍有爭議，不過這起機制，一方面有機會讓蛋白質產生新功能，另一方面也可能使蛋白質功能受損而導致「錯義突變」，許多研究顯示，這個機制的失調，和自閉症、肌萎縮側索硬化症、顛癇、阿茲海默症等神經疾病有關。

莊樹諄表示，本次研究成果有賴大數據、生物資訊與堅實的演算邏輯推導。在人類DNA序列上30億個鹼基被解碼之後，科學家得以探索人體內各種生命機制變化與DNA的關係。近年來，個人化全基因體定序分析日益普遍，大量且多樣的定序資料，若經大數據處理，可協助醫療診斷判讀，生物資訊分析愈形重要。