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全球首次研究中草藥基因定序 天山雪蓮確能抗發炎、抗腫瘤 台灣科學家成功解序天山雪蓮基因組草圖 本校生物科技所林彥昌博士:輔助開發出更多對人體健康有益的對中草藥物
文/李文瑜     【2015/12/11】友善列印
國內首次透過次世代定序(next generation sequencing)的技術給予天山雪蓮基因組定序,等於給予天山雪蓮一張身份證,未來將有助直接萃取開發食用,提高其藥草之功能性,該研究成果已於2015年刊登於國際期刊。中國文化大學生物科技所助理教授林彥昌強調,未來包括台灣種的中草藥,透過簡單的定序方法,可以無須先純化葉綠體胞器,直接自低覆蓋度全基因組定序資料中重建全葉綠體基因組,輔助開發出更多對人體健康有益的對中草藥物。

天山雪蓮屬於風毛菊屬植物,是重要的傳統藥用植物,但給予一張身份證明,確保其萃取物之功能,是目前生技發展重要的里程碑。該研究為中國文化大學生物科技所助理教授林彥昌博士與中原大學生物科技系副教授蕭崇德博士共同研發,而且已經成功完成天山雪蓮基因組草圖定序工作,並由其中組裝出完整葉綠體定序,並利用完整葉綠體序列協助進行天山雪蓮的分子演化研究,研究成果於2015年11月發表於國際期刊。

林彥昌博士指出,這項工作是與蕭崇德博士合作,共同指導來自新疆師範大學的碩士班交換學生謝青完成。天山雪蓮主要分佈在海拔4000米左右的新疆天山山麓,通常植株3到5年才會開花,植物萃取液中主要含有揮發油、生物鹼、黃酮類、酚類、糖類、鞣質等成分,可以通經活血、散寒除濕、止血消腫、排毒養顏,具有抗發炎、抗腫瘤、抗疲勞的藥效。近年來由於人類的大量採集,在野外已經較少出現,是一種急需保護的重要藥用植物。

蕭崇德博士指出,葉綠體具有母系遺傳、拷貝數多、容易放大選殖等優點,是目前植物用來進行演化分析的主要工具之一。在過去的研究上常常使用葉綠體基因組中的部分序列 (例如matk, rbcL等)來進行研究。近年來為了有效提升演化分析上的解析力或為了比較葉綠體基因組的重組現象,科學界對於全葉綠體基因組訊息的需求日增。研究團隊開發出一套簡單的定序方法,可以無須先純化葉綠體胞器,直接自低覆蓋度全基因組定序資料中重建全葉綠體基因組。

林彥昌博士表示,面對各項天然萃取物之生技發展,中國文化大學近幾年積極開發「天然物」的研究,該定序成功研究認定後,研究團隊下一步將萃取天山雪蓮的活性成分,結合動物實驗,利用極致液相層析串聯式質譜儀 (UPLC/Q-TOF MS) 對生物代謝物進行成分分析,篩選代謝小分子的差異以及其可能參與的代謝路徑。利用高階分析軟體分析活性物質的組成分並及鑒定化學結構,結合PCA分群分析各活性成分的含量,建立天山雪蓮的生物活性途徑與活性成分指標。另外,還可以運用電漿質譜儀 (ICP-MS)對不同地域性或不同年份的天山雪蓮進行元素指紋圖譜分析,確定具最高生物活性的雪蓮品種。

林彥昌博士表示強調,這些基因體、蛋白體與代謝組學技術同時也將可以應用到其他中草藥植物上,例如金線蓮或台灣種的中草藥,給予草藥應有之身份認證,也確保民眾不會誤食有毒之草藥,影響健康,更能萃取輔助開發出更多對人體健康有益的對中草藥物。

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