盲眼的尼安德塔石器匠

大家都知道菟絲子是寄生植物。菟絲子寄生到其他植物時，會出口一批短短 RNA（small RNA）到宿主體內，影響宿主正常的運作，協助其寄生的目的。沒有植物喜歡被寄生，宿主為什麼反抗無效？ 這個 2019 年的論文分析 4 種菟絲子，以及它們與宿主之間 RNA 的關係。

Compensatory sequence variation between trans-species small RNAs and their target sites

via 這裡

短短RNA 的目標是宿主基因表現產生的 mRNA，菟絲子的侵略 RNA 能與宿主基因序列互補，以辨識目標。

當然沒有宿主樂意被寄生！演化上，假如宿主的 DNA 序列改變，避免繼續成為菟絲子的標靶，應該會很有利。然而實際上，菟絲子就是吃定惹宿主植物，這是如何辦到的？

菟絲子屬（Cuscuta）旗下有好幾個物種有寄生能力，而且可以寄生多種宿主（全家都是我家～）。比對 4 種菟絲子與其宿主的序列判斷，菟絲子的短短 RNA 大部分應該是 20 多個核苷酸的「miRNA」（中文叫作「小分子RNA」，不過一般人就叫 miRNA），干擾的目標則是宿主基因表現出的 mRNA。

儘管一邊是 A 植物的 mRNA， 另一邊是 B 植物的短短RNA，只要能夠辨識，還是能達到跨物種干擾的作用。 而且 4 種菟絲子，還各自配備幾款短短 RNA，不只能攻擊一種植物，而是能同時辨識好幾種宿主各自的基因產物，應該是它們能到處寄生的一大法寶。 

宿主自然希望能逃離菟絲子 RNA 的攻擊，但是菟絲子 RNA 鎖定的標靶，往往是目標基因上頭不太能改變的序列。有些重要的基因上頭有些關鍵序列，萬一改變會影響基因的作用，帶來負面影響，不利於生存。菟絲子看來是直接咬定惹這些不可輕易變動的部分，以免宿主逃脫掌控。

不過學過分子演化都知道，DNA 層次上有 61 種密碼子（codon），對應到蛋白質層次的 20 種氨基酸；大部分氨基酸，其實都有超過一種密碼子，因此 DNA 層次的改變，其實常常也可以不影響氨基酸。那麼為什麼菟絲子，依舊可以把宿主吃的死死的？

因為 DNA 改變，卻不會導致氨基酸改變的可能性有限的；菟絲子針對一個基因時，準備惹一整套短短RNA，涵蓋到大部分可能的變化，所以即使宿主的目標基因有些變化，依然難逃菟絲子的掌握。

此一策略還有個好處是，同一個目標基因，在不同植物中的序列有時會不太一樣，而菟絲子可以將可能的變化一網打盡，彈性很大。這也解釋惹，為什麼一種菟絲子，能夠寄生好幾種不同植物。

這類跨物種的 RNA 干擾不限於菟絲子與其宿主，近年在其他動物、植物、微生物都有發現，各有不同的辨識目標、與避免反制的策略。生物間互相傷害的ㄈㄈ尺蕉流，真的很有意思。

在小小的卷柏中，遇見大大的葉綠體

菟絲子入侵宿主的RNA寄生戰爭

新聞稿：

Agricultural parasite avoids evolutionary arms race, shuts down genes of host plants

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