解開線蟲模式物種身世之謎!發現秀麗隱桿線蟲的近緣種

解開線蟲模式物種身世之謎!發現秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)的近緣種,比較兩者之基因體,為遺傳、生態及演化帶來新觀點,並作為新的生物實驗材料。

  本中心與多國的研究團隊合作找到模式物種秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)的目前最近緣種Caenorhabditis inopinata,解序其全基因體,並建立一系列的分生實驗平台。此物種可作為模式生物親緣最接近的比較物種。相關研究成果於今(107)年8月發表於國際期刊《自然通訊》(Nature Communications),同時獲選為該期刊主編選擇之重點論文。

  秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)由諾貝爾獎得主 Sydney Brenner 在60年代從堆肥裡分離出來,由於在實驗室環境裡操作簡單,具有固定且已知的細胞數量和發育過程,是第一種完成全基因組測序的多細胞真核生物,讓牠成為分子生物學、發育生物學、基因體學研究領域中最常用的模式生物之一。秀麗隱桿線蟲最近緣的物種之一C. briggsae 經常被拿來當作實驗的比較組,二者演化上的距離卻比人類與小家鼠的親緣關係還遠。因為這樣,追尋並找到秀麗隱桿線蟲的更親緣種是全世界的線蟲學家的重要研究問題之一。

  日本的線蟲分類學者神崎菜摘在石垣島稜果榕的榕果中發現了秀麗隱桿線蟲的姐妹種新種,並命名為Caenorhabditis inopinata。Inopinata是拉丁文,有“令人驚訝、意外"的意思。中央研究院生物多樣性研究中心及日本宮崎大學提供基因體定序技術並加以分析,並由多國實驗室共同建立起一系列的分生實驗技術。

  利用第三世代基因體定序技術,研究團隊把. Inopinata組裝成六條染色體,在線蟲門裡,是繼秀麗隱桿線蟲之後基因體最為完整的物種,提供了生物學家此後參考的平台。從這個新種線蟲的全基因體資訊顯示,相較於秀麗隱桿線蟲,牠們減少了很多化學接收方面的基因,這很可能與牠們生存在榕果中,活動範圍有限有關。而因為物種親緣性高,. Inopinata也可以執行RNAi、基因轉殖,甚至秀麗隱桿線蟲的免疫抗體可以在. Inopinata反應,產生螢光而加以標記,大幅的降低此物種在實驗操作的難度,代表這個新種未來能作為生物學領域的研究平台。

  本院的參與者如下:論文共同第一作者為本中心蔡怡陞助研究員、基因體分析參與者為國立臺灣大學生命科學院基因體與系統生物學學位學程碩士生劉當、本中心一般博士後研究學者柯惠棉、及本中心王忠信副研究員。

  

C. inopinata 雌蟲比.elegans雌蟲還要大多了. Scale bar represents 200 µm.

論文連結:https://rdcu.be/4ADs
論文幕後研究花絮:https://go.nature.com/2vxTI1f