生物防治新契機 中研院找到真菌殺線蟲機制

線蟲會寄生各類動植物，造成經濟作物巨大損失，並在開發中國家廣泛傳染疾病。中央研究院分子生物研究所助研究員薛雁冰團隊發現蠔菇、杏鮑菇等食肉真菌麻痺線蟲的機制，以及線蟲捕捉菌設陷阱捕捉線蟲的分子機制，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。

中研院指出，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。

薛雁冰表示，研究團隊利用模式生物秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）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。

研究團隊篩選隨機突變的線蟲，找出具有真菌抵抗性的突變株，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。

研究團隊亦發現，真菌毒素能造成神經與肌肉細胞快速的壞死。薛雁冰說，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。這項研究論文已刊登於《美國國家科學院院刊》。

除了食用菇類，土壤中存有線蟲捕捉菌（Nematode-trapping fungi, NTF）。薛雁冰研究團隊在台灣各地採集許多土壤樣品研究線蟲捕捉菌與線蟲的分布，發現普遍存在於野外土壤，超過三分之二的臺灣土壤同時可分離出線蟲捕捉菌與線蟲。

線蟲捕捉菌可以補食多種線蟲，不同菌株間的線蟲捕捉能力差異也非常大。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，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G蛋白在線蟲捕捉菌的捕食行為中扮演重要角色。

中研院指出，這項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。論文已刊登於國際期刊《美國國家科學院院刊》。