清大研發「細胞定身術」 運用光照控制細胞運輸阻病毒入侵

清華分醫所特聘教授林玉俊（中）帶領研究助理陳筱奇（右）、碩士生曾能傑（左），開發細胞運輸定身術「鉚釘系統」。（清大提供／王惠慧新竹傳真）

清華大學分子醫學所特聘教授林玉俊研究團隊，研發出「鉚釘系統」（RIVET），如同細胞運輸定身術，只要透過光照，可在幾秒鐘內讓細胞內特定的運輸泡泡如同被「點穴」一樣瞬間暫停不動，這項突破幫助科學家更深入瞭解生命的運作機制，登上了頂尖期刊《先進科學》。

清大指出，人體細胞的運作方式就像一座城市，必須透過精密的運輸系統，將各種物質送到正確的位置。但由於運輸的速度太快，也爲研究它的科學家制造了很大的難題。

林玉俊指出，過去研究細胞內的運輸系統時，要讓它暫停下來以便觀察，必須抽離或是抑制運輸泡泡的相關分子，需要3天的時間，很沒效率。但研究團隊開發的鉚釘系統解決了這個問題，它以基改方式在特定的運輸泡泡及微管上產生不同的「生物膠水」，在特定波長的藍光照射下，泡泡與軌道就會像AB膠一樣黏合起來，暫停不動。

研究團隊進一步在實驗動物身上驗證，從顯微鏡中可以觀察到，原本不停蠕動的線蟲在被特定波長的藍光照射後，因細胞內負責傳遞神經訊息的突觸泡泡被暫停如同細胞運輸定身術，只要透過光照，就可以在幾秒鐘內讓細胞內特定的運輸泡泡如同被「點穴」一樣瞬間暫停不動。

一旦關閉光源，線蟲又如解除咒語一樣恢復蠕動，顯示這項技術可以精準且可逆地控制神經系統的運作。這項突破讓科學家更深入瞭解生命的運作機制，也可以控制胰島素的分泌、營養吸收、神經傳導、甚至病毒入侵，爲多種疾病治療帶來新希望，登上了頂尖期刊《先進科學》。

「如果我們能隨意控制細胞，就不再有疾病，也不用吃藥，」林玉俊團隊在研發出鉚釘系統後，也應用在不少研究上。例如新冠肺炎病毒就是靠ACE2泡泡進入人體內，林研究團隊已成功利用鉚釘系統關閉ACE2泡泡的運輸，來阻擋病毒入侵。

除了控制線蟲的細胞運輸，鉚釘系統也可以用來控制果蠅、老鼠等實驗動物。更重要的是，團隊發現，老化也與細胞內運輸功能息息相關，如果能控制細胞運輸，將爲老化相關疾病、病毒感染、神經疾病的治療帶來新的研究方向。