领先全球！中研院破解RNA「死亡时间」 盼助植物抗病、提高农产量
细胞里的RNA（核糖核酸）降解机制不仅可调控动植物的基因表现量，也攸关于植物如何对抗病原菌入侵，借此杀死病毒RNA。中央研究院农业生物科技研究中心副研究员陈荷明首次破解RNA的「死亡时间」，未来可应用于调控植物的抗病基因表现量，进一步研发具有抗病性且维持高产量的作物。陈荷明团队从RNA降解片段里，找到外显子连接复合体存在的证据，此发现揭露出两个重要意义，首先， 由于细胞会解码RNA的核酸语言，经过一次次的转译作用来制造蛋白质。在细胞执行首次转译前，外显子连接复合体仍附着在RNA上，在正常情况下，当RNA经过第一次转译后，此复合体即被移除；相反地，若细胞检查发现RNA包含错误序列，宛如出现警示音，转译机器被按下「暂停键」，并促使细胞酵素将此片段降解。因此，当RNA死亡片段含有外显子连接复合体，表示其死亡时间发生在第一次转译完成前。
由于动植物的细胞内都有RNA，研究团队也进一步从阿拉伯芥、水稻、线虫，或是人类细胞的RNA降解片段中，都观察到外显子连接复合体的足迹。这些遗留的相同证据也让被降解的RNA「死有对证」，证明此降解机制发生在大量转译前。
▲陈荷明认为，解密RNA降解机制，犹如在侦查基因世界里的死亡悬案。（图／中央研究院提供）
为什么外显子连接复合体不会随着RNA降解而消失？陈荷明表示，由于外显子连接复合体的性质会阻挡细胞执行降解，细胞酵素无法将其移除，刚好可以做为破解RNA死亡时间的有力证据，推测降解发生时RNA的状态。
陈荷明指出，植物细胞内执行RNA降解机制，对内可调控基因表现量，对外也能阻挡病原菌入侵，杀死病毒的RNA，使其无法复制、产生蛋白质。另外，当植物遇到病原菌或害虫攻击时，会启动防御反应，但若过量表达防御相关基因，可能造成植物生长迟滞、细胞凋亡，就像人体免疫系统太强或太弱，都会对身体造成伤害。因此，研究RNA降解，将有助于增进对农作物防御机制的了解，以及开发调控基因表达的方法，为农业生物科技的发展提供新的工具及方向。
▲陈荷明表示，在正常情况下，核糖体将mRNA转译成蛋白质；当RNA序列不正确时，整个转译机器会暂停，细胞酵素从RNA头端开始，逐步将此片段降解。（图／中央研究院提供）
陈荷明也说，解密RNA降解机制，犹如在进行基因世界的犯罪现场调查，现场留下的物证，都只是一条条的RNA序列。她与实验室同仁当起「键盘柯南」，从上亿条的RNA降解片段中，搜集物证、找出死因及凶手，及推论死亡时间。目前国内外相关的研究还不多，她的团队未来将进一步厘清此调控背后的机制，及其在植物防御与生长平衡上的角色。