科大團隊基因研究新發現 有助研究癌症及認知障礙症

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生物內的DNA可組成遺傳指令,引導生物發育及令生命機能運作,而當生命的訊息DNA基因組進行轉錄(Transcription)時,當中涉及一連串複雜程序,稍有出錯會導致多種疾病的出現。

香港科技大學(科大)的研究團隊最近發現運作當中高度準確的機制,機制可用作修正DNA進行編碼轉化成蛋白質中途出現的錯誤,相信對日後研究癌症和阿爾茲海默症等疾病大有幫助。

在校對RNA轉錄中,RNA聚合酶II經歷剪切錯置核苷酸(圖中黃色部分)的過程。 (科大圖片)

蛋白質對人體十分重要,而要製造蛋白質,先要將DNA轉錄成信使RNA,轉錄過程必須準確,因一有不慎會導致如癌症或阿爾茲海默症等嚴重疾病。

由科大化學系兼化學及生物工程學系夏利萊夫人副教授黃旭輝領導的硏究團隊,近日終發現RNA聚合酶II在RNA合成中更正錯誤的機制。DNA基因組進行編碼時,透過類似傳遞信息員的「信使RNA」碼轉成蛋白質,再轉化成執行不同的細胞功能,相關過程必須準確無誤。團隊成員之一,張栢恒博士指,情況尤如古代皇帝傳遞訊息,「無可能自己去傳遞,點都要有中間人走過嚟,接數訊息,記錄,再傳開去,製造蛋白。」

(右起) 黃旭輝教授及其研究團隊成員張栢恒博士、謝家敏博士及常富傑博士利用科大電腦系統進行部分高性能計算。(科大圖片)

而團隊研究於中發現,名為RNA聚合酶II的酶,會校對合成信使RNA的工作,移除所有與DNA模板不符、遭錯誤摻入的核苷酸;黃旭輝指,RNA聚合酶II就如細胞裏的分子機器,能移除錯置核苷酸。而這個重要發現,可以讓日後的研究,了解在轉錄過程中,如何在老化細胞和患病細胞中出錯,以及轉錄過程要出錯至什麼程度才會於人類間導致不同疾病,帶來了重要啟示;特別對如何導致癌症和阿爾茲海默症等疾病有貢獻。

是次研究範疇主要利用高性能計算了解複雜的生物及化學程序,消耗了共二千萬個 CPU小時。黃旭輝指因與阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)合作,有賴該校的大規模高性能計算系統Shaheen超級電腦,是項工作才得以實現。



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