賀 AID 計畫解開昆蟲生殖蛋白 Vasa 重要演化發育意涵
可抑制生殖細胞形成遏止害蟲繁衍

「AID」原為「Aphid (蚜蟲) in Drosophila (果蠅)」這個計畫的縮寫，期待利用果蠅成熟的遺傳分析系統，瞭解蚜蟲基因的演化發育角色。在過去五年，昆蟲學系張俊哲老師和慈濟大學林明德老師(分子生物暨人類遺傳學系) 共同合作，雙方研究團隊致力於昆蟲生殖基因 vasa 的功能解析，不僅成功地將蚜蟲基因表現於果蠅，更進一步解開 Vasa 蛋白參與生殖細胞特化的關鍵序列，對於昆蟲生殖細胞特如何形成及其演化發育意涵，提出突破性的見解。此一研究成果甫刊登於《Scientific Reports》，為 Nature 出版社近年發行之跨領域開放式取用 (open access) 科研期刊。

其實「AID」不僅是計畫簡稱，更是跨校研究團隊彼此合作幫忙 (aid) 的最佳寫照！據張俊哲老師表示，整個計畫原本只是想借重果蠅強大的分子遺傳工具來剖析蚜蟲的基因功能，在林明德老師及研究生將蚜蟲和果蠅 Vasa 蛋白的不同區段嵌合後，竟出現令人驚喜的結果：帶有果蠅 HELICc 這段蛋白，不論接上任何的蚜蟲 Vasa 序列，都能順利地聚集在富含生殖細胞決定因子的「生殖漿 (germ plasm)」；然而蚜蟲本身的 HELICc 區段在果蠅當中卻無法被延攬至該區域，顯示果蠅和蚜蟲雖利用生殖漿來驅動生殖細胞的形成，但是將 Vasa 蛋白招聚於生殖漿的機制卻呈現相當大的差異！雙方團隊進一步將親緣關係和果蠅更為疏遠的非洲沙漠飛蝗 Vasa 蛋白的 HELICc 區段表現於果蠅，原本以為應獲致和蚜蟲一樣的結果，沒想到果蠅竟然可將蝗蟲的 HELICc 聚集於生殖漿當中，顯示果蠅和蝗蟲共同具備「生殖漿專屬序列」。經過一番努力，位在果蠅 Vasa 蛋白第 527 號位置的麩醯氨酸 (Glutamine 527, Q527) 被證實為該蛋白能被招聚於生殖漿的關鍵「分子開關」 (詳見附圖)。

簡而言之，蚜蟲為 AID 計畫的起點，蝗蟲為轉捩點，而果蠅始終扮演解開機制的重點。張老師和林老師 (共同通訊作者) 特別感謝慈濟大學王思捷同學 (第一作者)、許豪仁老師、臺大昆蟲學系林季瑋博士對計畫的貢獻以及科技部的支持。未來雙方團隊將進一步探究蚊、蠅等害蟲生殖漿的組裝機制，期待繼續解開 Vasa 和其它生殖蛋白關鍵序列之演化發育功能，同時找到抑制生殖細胞形成與遏止害蟲繁衍之有效策略。(論文全文網址：http://www.nature.com/articles/srep14703#close)