生物防治新契機》杏鮑菇吃葷？食肉真菌設陷阱、麻痺寄生線蟲
線蟲是世界上最多的動物，而有許多線蟲為寄生型線蟲，會寄生各類動植物，造成經濟作物巨大的損失，並在開發中國家廣泛地傳染疾病。中央研究院分子生物研究所薛雁冰助研究員近期帶領研究團隊在《美國國家科學院院刊》（PNAS）發表二篇有關「食肉真菌捕捉線蟲機制」的論文，未來有望發展成新的生物防治方法並應用在農業上，或是開發出新藥物對抗感染人體及動物的寄生性線蟲。 蠔菇快速麻痺線蟲的機制 蠔菇、杏鮑菇等側耳屬（Pleurotus）真菌為相當常見的食用菇類，亦稱為食肉真菌。科學家發現在貧瘠環境中，這些菇類的菌絲會麻痺並殺死線蟲以獲取養份，但是目前科學家對此快速麻痺機制所知甚少。 薛雁冰研究團隊遂利用模式生物 ——秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）來研究食用菇類麻痺線蟲的分子機制。團隊發現當線蟲碰到蠔菇的菌絲時，線蟲肌肉裡的鈣離子濃度會異常的飆高，使得肌肉過度收縮而麻痺癱瘓。接著，研究團隊篩選隨機突變的線蟲並找出具有真菌抵抗性的突變株，並發現真菌的毒素需要透過線蟲的感知神經纖毛進入線蟲體內使其麻痺，當線蟲因突變而失去感知神經上的纖毛結構時，他們就對蠔菇毒素產生抗性，但是只要恢復一種感知神經元的纖毛結構，真菌便能再次麻痺突變線蟲。 此外，研究團隊還發現此真菌毒素能造成神經與肌肉細胞快速的壞死。此造成線蟲細胞快速死亡的機制與現有的寄生蟲藥物如伊維菌素、涕滅威和左旋咪唑等截然不同。現在的抗寄生蟲藥物是影響寄生蟲的神經活性。菇類的毒素則是能直接造成細胞死亡。因此在未來可望發展成新的生物防治方法應用在農業上，或是開發出新藥物，以對抗感染人體及動物的寄生性線蟲。 此論文已於3月17日刊登於《美國國家科學院院刊》，同時被選為封面故事之一，第一作者為本院分子與細胞國際學程博士生李京翰。 ‧論文連結：〈Sensory cilia as the Achilles heel of nematodes when attacked by carnivorous mushrooms〉，https://www.pnas.org/content/117/11/6014 真菌不只能麻痺線蟲，還會設陷阱捕捉線蟲 除了上述提到的食用菇類之外，科學家已知在土壤中有另外一群「線蟲捕捉菌（Nematode-trapping fungi, NTF）」，在環境養分不足的條件下可以感知到線蟲的存在，發育出具黏著力的陷阱（捕捉構造）來捕捉線蟲。 為了瞭解線蟲及線蟲捕捉菌在自然界的分布及他們之間的關係，薛雁冰研究團隊也在台灣各地採集了許多土壤樣品來研究線蟲捕捉菌與線蟲的分佈。研究發現，線蟲捕捉菌與線蟲普遍存在於野外的土壤中，超過三分之二的臺灣土壤樣品，都可以同時分離到線蟲捕捉菌與線蟲。 實驗也發現，線蟲捕捉菌可以補食多種線蟲。有趣的是，不同菌株間的線蟲捕捉能力差異非常大。有些對線蟲訊號較為敏感的菌株，能製造較多陷阱，且其產製陷阱的速度也較快，能在短時間內殺死線蟲。 因此，研究團隊將一株產孢、生長能力與製造陷阱能力均突出的線蟲捕捉菌進行基因體定序解碼，以期深入研究線蟲捕捉菌捕捉線蟲的分子機制，並進一步發現，線蟲捕捉菌需要G蛋白的訊息傳遞才會產生捕捉構造，證明了G蛋白在線蟲捕捉菌的捕食行為中扮演重要角色。 此研究不僅建立了新的模式菌株，並發展出多項有利的分子生物工具，將有助於後續了解線蟲捕捉菌捕捉線蟲的機制，以期在未來發展出有效的生物防治方法，來防治危害農業的各種寄生性線蟲。 此論文已於3月24日刊登於國際期刊《美國國家科學院院刊》。共同第一作者為分生所研究助理楊景婷及本院博士後研究員葛林墨。 ‧論文連結：〈Natural diversity in the predatory behavior facilitates the establishment of a robust model strain for nematode-trapping fungi〉，https://www.pnas.org/content/117/12/6762 新聞聯絡人： 薛雁冰，中央研究院分子生物研究所助研究員 (Tel) 02-2789-9314，pinghsueh@gate.sinica.edu.tw 莊崇暉，中央研究院媒體小組 (Tel) 02-2789-8820，chchuang@gate.sinica.edu.tw 陳昶宏，中央研究院媒體小組 (Tel) 02-2789-8059，changhung@gate.sinica.edu.tw