半乳糖凝集素演化 陽明交大揭祕來自「複製貼上」

記者黃朝琴／綜合報導

半乳糖凝集素在身體免疫與細胞溝通中扮演關鍵角色，不同生物使用的「材料」很不一樣，卻能殊途同歸。陽明交大團隊揭祕發現，來自蛋白質序列中不斷「複製貼上」相同胺基酸片段，靈活擴增策略完美展現大自然在分子層次的模組化設計智慧，論文發表於國際期刊EMBO Reports（歐洲分子生物學組織報告），若能借鏡這套大自然程式碼，未來或可設計出具有特定相分離特性的生醫高分子材料。

脊椎動物體內一段沒有結構的蛋白質區段「半乳糖凝集素」，會聚集成像小水滴般的液滴，進而把細胞內的醣分子黏在一起。這種聚集能力高度依賴特定種類的胺基酸，不同生物使用的「材料」很不一樣，例如人類的蛋白質較常出現酪胺酸，斑馬魚則較常使用色胺酸，但兩者都能成功發揮凝集的功能。這種現象被稱為趨同演化（Convergent Evolution），指生活在不同環境的生物，在面臨相似的環境壓力和天擇壓力時，獨立演化出相似結構或生理功能。

陽明交大生化暨分子生物所教授黃介嶸團隊透過實驗發現，「半乳糖凝集素」這類蛋白質的功能演化，並不一定是靠精雕細琢調整每個化學零件，而是透過不斷「複製貼上」特定片段，逐步累積出愈來愈完整的功能。實驗證實，真正重要的不是一定要使用哪一種胺基酸，而是取決於材料重複的數量。黃介嶸形容，演化傾向於在蛋白質序列中不斷「複製貼上」相同的片段。

黃介嶸指出，演化並沒有執著於在單一胺基酸的強度上鑽牛角尖，而是採取了更簡單有效率的「以量取勝」策略，只要把能發揮作用的小片段重複排列，就能累積出足夠的凝集能力。面對生物複雜的生理需求，蛋白質從一個短小的序列出發，直接利用宛如電腦指令「複製貼上」機制，不斷疊加這些模組序列。透過單純增加模組重複的次數，不同物種最終都能獨立「趨同演化」出強大的凝集功能。