圖：港大研究團隊利用“SOX”因子重建其基因序列，并復原七億年前關鍵蛋白Ur-SOX的原始形態(tài)。

　　香港大學李嘉誠醫(yī)學院生物醫(yī)學學院的研究團隊，與倫敦瑪麗皇后大學和德國馬克斯普朗克陸地微生物學研究所合作，追溯超過7億年基因進化史，揭示干細胞關鍵基因的古老起源。研究團隊發(fā)現(xiàn)利用“SOX”因子可以重建其基因序列，并復原7億年前關鍵蛋白Ur-SOX的原始形態(tài)，甚至可將小鼠的體細胞轉化為多能干細胞，而這種獨特的細胞類型僅存在于多細胞動物中。

　　這項突破性發(fā)現(xiàn)顛覆學者長期以來以為只有動物基因才具備這種特殊能力的認知，為再生醫(yī)學和疾病研究當中的蛋白質設計開辟新道路。\大公報記者 郭如佳

　　研究團隊與演化生物學和生物化學專家合作，利用SOX及POU因子研究一種名為領鞭毛蟲的微型水生生物，SOX的一組成功重建領鞭毛蟲的基因序列。此外，研究團隊更運用“分子時光機”技術，復原7億年前關鍵蛋白Ur-SOX的原始形態(tài)。

　　更精確研究病理機制

　　實驗顯示，Ur-SOX蛋白在實驗中效果依然，而這種古老蛋白質與哺乳動物（如小鼠）體內的SOX蛋白功能相似，能夠將普通細胞轉化為具有發(fā)育成任何體細胞潛力的多能干細胞，證明這種細胞的編程能力在復雜動物出現(xiàn)前早已存在。當團隊使用古代領鞭毛蟲的SOX蛋白培育干細胞并植入小鼠體內后，這些細胞成功生出健康的小鼠組織。

? 雖然另一組POU因子未展現(xiàn)同等功能，但其在原始生命中的存在，代表數(shù)百萬年的進化過程亦逐步完善此基因對干細胞發(fā)育的支持作用。

　　由于古代SOX蛋白仍保存誘導多能性的能力，可成為一個充滿潛力的進化“工具包”。科學家可利用這些古代蛋白質──或透過人工智能設計的變體──開發(fā)更安全、更有效率的細胞轉化方法，如透過模擬進化機制逐步優(yōu)化蛋白質設計。這類客製化蛋白質現(xiàn)已被廣泛應用于醫(yī)療領域，可高效將普通細胞轉化為用于治療疾病的干細胞。

　　另外，這項突破亦推動更精準的疾病模型系統(tǒng)：透過培育干細胞并引導其分化為成熟功能細胞，科學家可更精確地研究病理機制并測試藥物。

　　開啟跨時空科技結合

　　港大醫(yī)學院生物醫(yī)學學院副教授Ralf Jauch解釋，Ur-SOX是一種已經(jīng)適應、隨時可用的分子工具。從研究見到來自單細胞原生生物（包括重建的祖先Ur-SOX蛋白）的分子工具可重新編程小鼠細胞為多能干細胞，印證大自然擁有不斷啟迪創(chuàng)新的能力。

　　除疾病模型系統(tǒng)外，研究團隊計劃將工程化蛋白質用于細胞編程，以協(xié)助瀕危物種保育（如實驗室培育配子）、生產(chǎn)更優(yōu)質的再生醫(yī)學干細胞等。這項研究將深邃的演化歷史與應對醫(yī)學、對抗衰老及相關健康問題，以至生態(tài)挑戰(zhàn)的前沿方案緊密相連，開啟跨時空的科技結合。