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ACE2:由單細胞而多細胞的關鍵?

"Laboratoorne pagaripärm (Saccharomyces cerevisiae) agariplaadil." by Rainis Venta - Own work. Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Laboratoorne_pagarip%C3%A4rm_(Saccharomyces_cerevisiae)_agariplaadil..JPG#mediaviewer/File:Laboratoorne_pagarip%C3%A4rm_(Saccharomyces_cerevisiae)_agariplaadil..JPG

Saccharomyces cerevisiae  圖片來源:Rainis Venta

我們用來發酵製作麵包的麵包酵母(baker’s yeast,Saccharomyces cerevisiae)在細胞分裂後會成為一大一小,較小的子細胞(daughter cell)繼續連在母細胞上面,最後成為一群酵母菌。

麵包酵母 圖片來源: wiki

麵包酵母 圖片來源: wiki

大家從中學而大學,對上面描述麵包酵母的「出芽生殖」應該已經聽習慣了;但是,最近來自美國、德國與英國的研究團隊發現,麵包酵母會形成這樣的群落,其實是來自於基因突變 — 一個稱為ACE2的轉錄因子(transcription factor)失去功能後,便會使得麵包酵母形成群落。

ncomms7102-f1

圖片來源:Nature Communication

 

如上圖c的右上,ACE2剔除(knockout)的麵包酵母,會形成群落;與左下原本就沒有ACE2的麵包酵母的型態是一樣的,都會形成群落。當研究團隊把有功能的ACE2基因送回麵包酵母後(右下),群落形成的樣子就看不到了。對照原本就帶有具有功能的ACE2麵包酵母(左上),可以看到都沒有群落形成。

由於群落中的麵包酵母在基因組成上都很相近,當有外在環境壓力時,他們都要一起面對。研究團隊認為,這可能是最終產生多細胞生物的一條可能的演化途徑。

參考資料:

  1. 2015/1/29.How yeast go multicellular. Nature News.
  2. William C. Ratcliff, Johnathon D. Fankhauser, David W. Rogers, Duncan Greig & Michael Travisano. 2015. Origins of multicellular evolvability in snowflake yeastNature Communications 6, Article number: 6102 doi:10.1038/ncomms7102.

原刊轉載自作者部落格


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