抗菌免疫力可透過表觀遺傳傳遞給下一代?

表觀遺傳是在不改變基因序列的前提之下影響基因表現,常見機制包含 DNA 甲基化、RNA干擾和組蛋白修飾。表觀遺傳影響基因活性和表達的變化,且可能遺傳給後代,包括親代在受到真菌感染後,對抗細菌的免疫力遺傳給子代的現象,先前的研究已針對植物及無脊椎動物探討過這項機制。近期荷蘭的研究團隊已首度提出動物模式的先天性免疫的表觀遺傳現象,證實受過白色念珠菌感染的雄性小鼠,其子代對大腸桿菌及李斯特菌的保護力也較佳。

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造血幹細胞具免疫記憶,為COVID-19疫苗開發鋪路?

造血幹細胞可以分化出各種血球,對人體兼具保護和治療的功能。最近的研究顯示經過教育的造血幹細胞可產生先天性免疫作用,還有免疫記憶的能力,而且這種免疫記憶具有廣泛的保護作用,並不限於最初接觸的病原體。此外,可誘導先天性免疫記憶的卡介苗也作用於造血幹細胞,這種疫苗也正在進行研究以測試其對COVID-19的有效性及安全性。因此,這些研究成果應有助於COVID-19疫苗的開發。

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以人工智慧一窺基因鑰匙孔

雖然每一個細胞攜帶的基因組相同,但不同的表觀基因體影響著細胞的基因表現。過程中,需要分子辨識來判別組合的構造,這就如同鑰匙與鎖頭的對應關係,若形狀不符,即配對失敗。科學家想知道的是:鑰匙孔在哪裡?型態如何?然而同一把鑰匙,偌大的基因組中可能會有上千或上萬個鑰匙孔,如何按部就班地逐一排除,找出正確的配對,正是AI介入生醫研究的契機。

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【探索19-8】客製你的健康:談基因、體質與精準醫學

■菸盒廣告上怵目驚心的「抽煙會導致肺癌」,但實際上難道所有老菸槍都終將罹癌?總有不少七八十歲的老先生老太太,不叼著菸就渾身不對勁,但依然生龍活虎,毫無疾病跡象。哪些遺傳資訊決定了這樣的「體質」?比較性研究歸類出兩群人,分別是長期抽菸後得到肺癌、以及沒有得到肺癌的人。經由分析兩群人遺傳資訊之差,或可明白哪些基因對吸菸者得到肺癌傾向的影響。

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【探索19-7】翻案拉馬克?

■拉馬克認為,生物在後天所獲得之行為或生理之變化,能夠遺傳給子代。有趣而諷刺的是,他提出此說的1809年,恰是達爾文出生的年份。拉馬克的學說甫一提出便飽受批評,終究在1959年達爾文提出演化論後,幾乎失去了舞台。而後,孟德爾的豌豆實驗,更奠定了基因變異是演化基礎的概念。

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【探索19-6】演奏DNA生命樂譜的交響樂團:表觀遺傳

■DNA(去氧核醣核酸,deoxyribonucleic acid),簡單用一句話形容就是「一種由眾生命體所共同擁有,乘載基因即遺傳密碼的化學巨分子」而「基因」,則是其上能表現功能的最小單位。繼1953年,DNA雙股螺旋結構的發表同時震撼學界及世界起;1972年,我們借鑑細菌,學會了「基因工程」;1990到2003,13年的期間裡我們完成人類的全基因體定序(Whole-genome sequencing, WGS)計畫,成功解碼長達30億鹼基的生命之書;1995年,「表觀遺傳」的崛起則將分子生物學推向一個嶄新的寬闊境界。

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