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2017-06-01中研院研究發現影響動物胚胎時期發育的基因
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【本刊訊】發育生物學，是為了探究生物個體在生長發育過程中，透過調控不同基因來影響個體組織與器官成長的相關研究。而近期，由中央研究院生物研究所沈哲鯤院士和他的研究團隊與美國國家衛生研究院麥克法蘭（Todd Macfarlan）博士共同合作，研究發現調控哺乳類頭圍的蛋白ZFP568，不僅能控制頭圍大小，也可以透過抑制類胰島素生長因子2（Insulin-like growth factor 2, Igf2）基因的轉錄，來調節胚胎的發育。
ZFP568基因是在KRAB-ZFP家族中的其中一種蛋白，早在2012年，此研究團隊就利用基因剔除鼠來進行模式動物的研究，發現了ZFP568蛋白能調控哺乳類動物的頭圍發育，影響小鼠的頭部大小。除此之外，在研究結果中也看到ZFP568蛋白在哺乳類胚胎中具有高度保留性，幾乎在所有的哺乳類動物身上都可看到其蹤跡。
不過，特別的是，在人類身上，不同於其他哺乳類動物，此基因在人類譜系（lineage）中快速的演化，發展出7種不同的對偶基因，這是在其他哺乳類動物身上所沒有的。研究也發現，新生兒的頭部大小也與此7個對偶基因相關。因此，研究團隊想進一步探討ZFP568蛋白除了影響頭圍的生長外，是否還影響了其他基因的表現與其他發育基因是否具相互作用或有所關聯。
所以，研究團隊透過與美國國家衛生研究院的合作，發現了ZFP568蛋白會藉由與胎盤特異性啟動子蛋白（Igf2-PO）的特定位點進行特異性的結合，來抑制胎盤和胚胎幹細胞（Embryonic stem cells, ESCs）中Igf2基因的轉綠，以達到調節小鼠胚胎的發育。研究也發現當剔除掉ZFP568基因時，剔除鼠胚胎中會發現Igf2蛋白的表達量有異常上升的現象。
研究團隊也表示，目前已知Igf2基因對人類的胚胎發育極為重要，若在胚胎發育時期此蛋白的表現量失調，則可能造成胚胎在後續的發育與生長產生問題，而造成像是羅素–西弗氏症 （Russell-Silver Syndrome）與貝克威思–威德曼氏症（Beckwith-Wiedemann syndrome）等罕見疾病。
這項研究結果也已發表在Science期刊中，研究團隊也表示未來將進一步去研究ZFP568基因如何影響腦中發育時期與腦內幹細胞的的基因表現與機制的調控，期望能夠找出更多胚胎發育時期的新線索。
中研院，〈解密關鍵基因蛋白中研院沈哲鯤團隊發現胚胎發育新線索〉，2017年05月22日。