2016邵逸夫生命科學與醫學獎頒予艾德里安.伯德 (Adrian P Bird)胡達.佐格比 (Huda Y Zoghbi),以表彰他們發現一類基因和蛋白,這些蛋白能夠確認染色體脫氧核醣核酸一種可以影響基因調控的化學改變;並確立這基因的突變是發育障礙疾病蕾特氏症的主要成因。基因的表達有一個精確的開關程序,因而可以達到人類在發育過程中所需要的精密協調。這個程序是通過對染色體上標誌的識別而進行的。 這些標誌包括一些脫氧核醣核酸及與脫氧核醣核酸結合的蛋白的 化學改變,它們能夠抑制或激活基因功能。艾德里安•伯德發現其中一種化學變化,當甲基在去氧核醣核酸中連接到C核苷酸殘基時, 基因會被抑制,反之缺少甲基便能開啟基因功能運作。他的研究發現能夠識別methylC並關掉基因功能的染色體結合蛋白。在1990年, 伯德發現五種不同的蛋白有這樣的結合特性,其中一種,稱為 MECP2,與能從組蛋白中去除乙醯化學連接的酶連結,而組蛋白是一個主要的染色體結構形成蛋白。染色體脫氧核醣核酸中的methylC以及缺乏乙醯基的組蛋白這兩種標籤,合作加強對基因抑制的信號,並且形成基因「表現型改變」的標記。胡達•佐格比作為一位經驗豐富的神經學專家,她的研究既完全獨立又看似是與表觀遺傳完全無關的生物問題,卻將伯德的methylC結合蛋白中的MECP2與具挑戰性屬神經系統紊亂的蕾特氏症,作出了一個意想不到的連繫。

蕾特氏症最先由安地列斯•蕾特於1966年所認定,是一種X染色體疾病。男性只有一條X染色體,如在唯一的一條X染色體上發生基因突變,會是致命的。由於女性有兩條X染色體,當基因突變在其中一條 X染色體發生,會引發獨特但多變的神經行為疾病。大約在10,000個女孩中會有1個患上這種疾病,她們由出生到6至18個月內,發育與常人無異,但當病發時,他們的智力發展會倒退,人會變得沉悶,並會表現出強迫性行為,如將手部來回搓動,最終失去雙手有意識的活動能力。現在已知這種基因突變會導致多種神經失調,包括躁鬱症和精神分裂症。在1999年,佐格比和她的同事發現,MECP2中發生基因突變是蕾特氏症的主要原因。她的發現令我們可從雜亂的症狀裡使用簡單直接的基因測試作診斷。佐格比和伯德的研究小組各自研究出蕾特氏症的遺傳病動物–老鼠–模型,證明蕾特氏症的主要症狀,可以通過在大腦製造一種特定的遺傳缺陷而產生。MECP2蛋白在神經細胞中數量很多,接近染色體結合組織蛋白的水平,因此,改變MECP2蛋白水平的平衡,對病患者的染色體結構有嚴重的影響。佐格比證明以腦深層刺激方式可治療一些學習和記憶的症狀,同樣的治療,亦曾用於柏金遜症的患者身上。相對於大部份神經系統疾病中出現不可逆轉的損毀情況下,伯德的研究小組發現注入methylC結合蛋白的活性基因可使蕾特氏症的動物模型修復正常。這發現能提供以基因編輯的新興技術來治療某些神經系統疾病的方法。這些互補性很強的研究再次證明基礎科學的力量,是揭示人類發展和疾病因由的重要基礎。

 

邵逸夫生命科學與醫學獎遴選委員會
(譯自英文原稿)


2016年5月31日  香港