生物资讯结合大数据 中研院找到有害突变演化机制

中研院基因体研究中心研究员庄树谆(着黄外套者)及其研究团队，右二为中研院基因体研究中心博士后研究员麦德伦。（中研院提供／李侑珊台北传真）

DNA是由四种核苷酸A、C、G、T所组成，机制正常与否和自闭症、癫痫及阿兹海默症等神经疾病相关，中央研究院基因体研究中心研究员庄树谆团队，将生物资讯结合大数据分析，精确评估DNA序列，可望减少探讨基因突变时，误判相关致病及危害程度，甚至解释了为何某些有害突变能演化保存至今，研究成果已发表于国际期刊《基因体研究》（Genome Research）。

组成DNA的四种核苷酸A、C、G、T四个「密码」，排列顺序蕴藏遗传的讯息。这些讯息需先转录成核糖核酸（RNA），再编辑转译成蛋白质，才能运作生命机制。过去相关研究在讨论基因突变的致病性时，未曾考虑过RNA编辑机制的影响。

庄树谆研究员团队将生物资讯结合大数据分析，首先整合447位不同人类个体的DNA及RNA序列资料，进行大数据统计与演化分析，接着再深入分析「千人基因体计划」（1000 Genomes Project），并搜集到逾2000人的DNA序列资料后证实，「A-to-G RNA编辑（RNA editing）机制」与基因突变的关系。

庄树谆表示，A-to-G RNA编辑机制的正常与否，和自闭症、癫痫及阿兹海默症等复杂的神经疾病密切相关，此研究结果将有助于了解相关疾病，盼能协助诊断，可望减少探讨基因突变时，对其致病及危害程度的误判，同时也解释了病理基因体学的一大谜题，为何某些有害突变能在演化中保存至今。

庄树谆提到，A-to-G RNA编辑事件常见于多细胞生物，其功能造成的影响好坏，在学界仍有争议，不过这起机制，一方面有机会让蛋白质产生新功能，另一方面也可能使蛋白质功能受损而导致「错义突变」，许多研究显示，这个机制的失调，和自闭症、肌萎缩侧索硬化症、颠痫、阿兹海默症等神经疾病有关。

庄树谆表示，本次研究成果有赖大数据、生物资讯与坚实的演算逻辑推导。在人类DNA序列上30亿个碱基被解码之后，科学家得以探索人体内各种生命机制变化与DNA的关系。近年来，个人化全基因体定序分析日益普遍，大量且多样的定序资料，若经大数据处理，可协助医疗诊断判读，生物资讯分析愈形重要。