左旋還是右旋?日本科學家用基因編輯成功修改蝸牛殼螺旋方向

作者 | 發布日期 2019 年 05 月 29 日 19:36 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly


你知道自己的頭髮是左旋還是右旋嗎?就像人的髮流,蝸牛螺殼的螺旋方向也有些不同,這主要是基因突變所導致。儘管在自然環境中右旋螺殼的蝸牛較常見,但隨著找到確切影響的基因,科學家已能透過基因編輯控制想要的螺旋方向。

這項由日本中部大學(Chubu University)特任教授、知名生物學家黒田玲子主導的實驗中,研究人員針對許多國家常見的池塘蝸牛「靜水椎實螺」(Lymnaea stagnalis)進行研究,儘管自然界多數椎實螺都是順時針旋轉的螺殼,但偶爾也會出現一些殼線呈現逆時針旋轉的特例。

在過去的研究基礎上,團隊幾乎可認定是叫「Lsdia1」的基因導致左旋,然而由於有另一種極其相似的 Lsdia2 基因──兩者相似性高達 89.4%,團隊必須找出更明確的證據來確定到底是主導改變。

於是研究人員運用 CRISPR/Cas9 剪輯 Lsdia1,剪輯成功使蝸牛基因突變,甚至能將這種突變遺傳給後代。儘管聽起來只是蝸牛螺殼左旋、右旋的細微差異,但對人類來說,這意味著我們第一次透過基因編輯改變蝸牛的遺傳。

曾參與 Lsdia1 初步研究的英國諾丁漢大學(University of Nottingham)進化遺傳學家 Angus Davison 表示,儘管過去團隊曾獨立發表過 Lsdia1 決定殼線方向的證據,但這項新研究更是在之上提供了確切實證。

這項新研究中,團隊發現 Lsdia1 基因對左旋或右旋的影響相當早就開始,甚至遠在蝸牛胚胎還是單細胞時,基因就導致細胞骨架向特定方向傾斜。

這種不對稱性並非蝸牛獨有的現象,人類和多數生物體內器官也有相同情況,為了將逾身長許多倍的腸子摺疊放入較小空間,這種不對稱性可說是必要的,就像少數左旋螺殼蝸牛,醫學上也有許多人體內臟完全錯位的案例,Lsdia1 的發現正好能協助研究者更進一步理解不對稱性。

▲ 左旋蝸牛尋找配偶時會遭遇許多困難,但牠很可能根本不知道自己哪裡有問題。(Source:pixabay

只是無論 Lsdia1 的發現對人類意味著什麼,對生活在野外的蝸牛來說,Lsdia1 造成的基因突變都不是太好的消息。儘管人類可能難以想像有何區別,但 Davison 解釋,野外的左旋蝸牛明顯在孵化和尋找配偶方面都會遇到麻煩。

「如果你是生活在野外的蝸牛,這種突變就是在告訴你:遊戲結束。」

註:文內圖片皆非靜水椎實螺,詳細椎實螺介紹可前往維基百科查看。

(首圖來源:pixabay