本院分子生物研究所呂俊毅博士的研究團隊發現熱休克蛋白90(Hsp90)可藉由調控非遺傳性變異來因應外界環境壓力。這項研究成果已於今年4月11日發表於國際知名期刊《分子細胞》(Molecular Cell)，並受到文獻資料庫Faculty of 1000推薦為該領域的指標性研究。
近年來，非遺傳性外表型變異(又稱外表型雜訊)已逐漸受到生物界的重視，因為越來越多的研究指出，非遺傳性外表型變異可以影響多種層面的生物現象，包含病毒感染、胚胎幹細胞的多分化性、器官發育、免疫反應、癌症生物學，以及微生物的生存適應策略。然而，對於相關的分子機制以及其調控方式到目前的了解仍非常有限。
呂俊毅博士的研究小組發現當熱休克蛋白90活性下降時，相同基因型的酵母菌個體間會出現型態上的差異，同一族群中有一部分的酵母菌型態會轉換為絲狀型態，幫助酵母菌在惡劣環境下存活。在過去的研究中，已經知道熱休克蛋白90是一個重要的分子伴侶蛋白，用來協助其他蛋白質作正確的摺疊。由於這些受協助的蛋白質主要參與在細胞體內的訊息傳遞以及基因調控，熱休克蛋白90已被證明對細胞生長造成諸多影響，其中甚至包含了癌症的形成。
這篇研究進一步探討造成細胞型態異質性的原因，發現細胞週期蛋白激酶(cyclin-dependent kinase) Cdc28和Cla4的含量是主要關鍵。當細胞進行分裂時，兩個分離細胞間會形成環型的細胞骨架結構septin，而Cla4為調控此環狀結構形成的重要分子。當熱休克蛋白90活性下降時，會影響Cla4蛋白質的穩定性，造成部分細胞轉變為絲狀型態。更重要的是，這種有利於族群生存的型態異質性在細胞受到環境壓力時也會產生。除此之外，從比較不同物種的酵母菌中發現，這個現象有可能在一億年前的酵母菌共祖就已經發展出來了，它的高度保留性暗示著，這可能是個細胞面對環境壓力的通用應變機制。
本篇研究成果，是解出熱休克蛋白90調控非遺傳性變異之分子機制的首例。由於受熱休克蛋白90影響的蛋白質，在細胞中參與了許多重要調控路徑，且功能保留性極高，從酵母菌到人類皆具備。這也進一步暗示著，熱休克蛋白90可能是調控各種非遺傳性變異的一個重要分子機制。
本篇研究成果，是解出熱休克蛋白90調控非遺傳性變異之分子機制的首例。由於受熱休克蛋白90影響的蛋白質，在細胞中參與了許多重要調控路徑，且功能保留性極高，從酵母菌到人類皆具備。這也進一步暗示著，熱休克蛋白90可能是調控各種非遺傳性變異的一個重要分子機制。
本論文的第一作者謝侑穎為呂俊毅博士實驗室研究助理，另一位作者洪柏湘為臺大與中研院基因體與系統生物學程博士班研究生。呂俊毅博士實驗室研究經費則是由中研院前瞻計畫和國科會尖端計畫所支持。
論文參考網站：http://www.cell.com/molecular-cell/abstract/S1097-2765(13)00090-7
