（上圖左起）鄭超固博士、崔學寧博士、王欣茹博士、阮永怡博士

香港大學發現，真核細胞即使在演化過程中失去一種表觀遺傳機制，仍能有效控制基因活性，另一套替代機制會接手運作。這一發現，將有助進一步闡明癌症、神經系統疾病、自體免疫疾病等大規模基因失調所引發的疾病病理機制。相關研究成果已刊《自然 － 通訊》。

論文：

• https://www.nature.com/articles/s41467-026-68592-0

研究背景

除了 DNA 序列所提供的遺傳藍圖外，基因表現亦受到表觀遺傳機制的調控，即在不改變遺傳密碼的情況下，調節基因啟動的時間與方式。正因此，不同類型的細胞才能共享相同的 DNA 藍圖而展現出截然不同的功能與特性。細胞常見的基因調控方式之一是 DNA 甲基化，即在 DNA 上的特定鹼基胞嘧啶（Cytosine）上加上甲基標記，形成 5- 甲基胞嘧啶（5mC），以標示某些基因應維持關閉狀態。

然而，5mC 雖是多種動植物中重要的表觀遺傳標記，但包括秀麗隱桿線蟲在內的一些生物，卻多次在演化過程中失去 DNA 甲基化系統。長久以來，科學界一直未能完全理解這些生物如何有效調控基因表現。

研究成果

港大生物科學學院副教授阮永怡博士、鄭超固博士領導的團隊，證實當 DNA甲基化不存在時，細胞可轉而使用另一套表觀遺傳調控機制。此時，細胞不再依賴 DNA 本身的化學標記，而是透過調節組蛋白上的不同調控訊號，影響相關基因的啟動與關閉。

團隊研究了一種名為 MBD-2（甲基 -CpG 結合結構域蛋白 2）的蛋白。在許多動物中，MBD-2 可辨識帶有 5mC 標記的 DNA，並參與基因表現的抑制或啟動。儘管秀麗隱桿線蟲缺乏 DNA 甲基化，且其 MBD-2 缺乏甲基 -CpG 結合結構域，但其 MBD-2 仍然在基因調控中扮演不可或缺的角色，即使已不再負責解讀 DNA 甲基化訊號，但仍參與核小體重塑和去乙酰化酶（NuRD 複合體）的基因活化，另一方面則與抑制性組蛋白標記（尤其是 H3K27me3）共同作用，參與基因靜默的調控。

左：在哺乳動物中，先前的研究表明大多數 MBD3 的結合位點與 MBD2 和 NuRD 複合物重疊，而 MBD2 也另外獨立佔據富含 DNA 甲基化（5mC）的其他區域；

右：在缺乏 DNA 甲基化的秀麗隱桿線蟲中，MBD-2（Cel-MBD-2）儘管缺乏甲基結合域，仍表現出與哺乳動物 MBD2 類似的雙重結合模式，大多數的 Cel-MBD-2 獨立於 NuRD，並結合到富含抑制性組蛋白修飾（如 H3K27me3 和 H3K9me2/3）的基因組區域

當 MBD-2 缺失，線蟲會失去生殖能力，並出現嚴重的身體缺陷；大量基因亦無法被正常調控。

本研究顯示，真核生物的表觀遺傳調控具有高度適應性，即使部分基因調控系統在演化中消失，生物仍能透過替代訊號，維持基因表現的精確控制。

團隊表示，此研究有助深入理解癌症、自閉症及炎症等疾病的成因。這些疾病往往涉及異常的 DNA 甲基化，導致多個基因同時失調。

研究團隊

論文第一作者是崔學寧博士，通訊作者是阮永怡博士。此外，鄭超固博士、王欣茹博士亦是共同作者。崔學寧博士是鄭超固博士的實驗室成員，王欣茹博士是阮永怡博士實驗室成員。

來源：香港大學

如欲知道更多教科相關消息，請留意京港 Facebook 專頁：https://www.facebook.com/BHKAEC