中研院找到寄生型线虫机制 将可应用于农业用药

中研院分子生物研究所助研究员薛雁冰(前排中)带领研究团队,于《美国国家科学院院刊》(PNAS)发表2篇「食肉真菌捕捉线虫机制论文,将可发展成新的生物防治方法,开发新药对抗感染人体动物寄生性线虫,应用于农业上。(中研院提供/李侑台北传真)

许多线虫为寄生型线虫,会寄生各类动植物,造成经济作物巨大的损失,并在开发中国家广泛传染疾病中央研究院分子生物研究所助研究员薛雁冰带领研究团队,于《美国国家科学院院刊》(PNAS)发表2篇「食肉真菌捕捉线虫机制」论文,将可发展成新的生物防治方法,开发新药对抗感染人体及动物的寄生性线虫,应用于农业上。

蚝菇、杏鲍菇等侧耳属(Pleurotus)真菌,为相当常见的食用菇类,亦称为食肉真菌。科学家发现,在贫瘠环境中,这些菇类的菌丝会麻痹并杀死线虫以获取养份,但是目前科学家对此快速麻痹机制所知甚少。

薛雁冰研究团队利用模式生物「秀丽隐杆线虫」(Caenorhabditis elegans)来研究食用菇类麻痹线虫的分子机制。团队发现,当线虫碰到蚝菇的菌丝时,线虫肌肉里的钙离子浓度会异常的飙高,使得肌肉过度收缩而麻痹瘫痪。

接着,研究团队筛选随机突变的线虫,并找出具有真菌抗性的突变株,发现真菌的毒素,需要透过线虫的感知神经纤毛进入线虫体内使其麻痹,当线虫因突变而失去感知神经上的纤毛结构时,对蚝菇毒素产生抗性,但是只要恢复一种感知神经元的纤毛结构,真菌便能再次麻痹突变线虫。

薛雁冰研究团队还发现,此真菌毒素能造成神经与肌肉细胞快速的坏死。此造成线虫细胞快速死亡的机制,与现有的寄生虫药物伊维菌素涕灭威左旋咪唑等截然不同。

薛雁冰研究团队指出,现在的抗寄生虫药物是影响寄生虫的神经活性。菇类的毒素则是能直接造成细胞死亡。因此在未来可望发展成新的生物防治方法应用在农业上,或是开发出新药物,以对抗感染人体及动物的寄生性线虫。

薛雁冰研究团队论文已于3月17日刊登于《美国国家科学院院刊》,同时被选为封面故事之一,第一作者为中研院分子与细胞国际学程博士生李京翰