馬匹竟能施展病毒級基因改造術！揭開牠們驚人耐力的秘密

科學家最新研究發現，馬匹之所以擁有傳奇般的耐力，竟源自一項獨特的基因突變。這項突變不僅能大幅提升肌肉細胞的能量產出，更巧妙控制氧化壓力，堪稱演化史上的精妙設計。最令人驚奇的是，這個適應機制涉及將基因終止密碼子重新編碼為功能性胺基酸——這種技術過去只在病毒身上觀察到。

研究團隊發現，馬匹的KEAP1基因突變是造就牠們非凡耐力的關鍵。這個發現不僅解釋了為何馬匹能成為自然界最傑出的運動員之一，更可能為人類健康研究帶來新啟發。特別值得注意的是，這種適應機制透過將原本用來終止蛋白質合成的終止密碼子，重新編碼為半胱胺酸(C15)，從而增強基因功能。

馬匹長期以來因其速度與耐力備受讚譽，尤其考慮到牠們龐大的體型。牠們擁有驚人的生理特徵，包括卓越的氧氣攝取、迴圈與利用能力。馬匹的最大攝氧量(VO2max)甚至是人類頂尖運動員的兩倍以上。

這種卓越表現部分源自牠們充滿粒線體的肌肉細胞，這些細胞能大量產出能量。然而，如此高強度的粒線體活動也會產生大量活性氧物質(ROS)，可能損傷細胞組織。直到現在，科學家才終於解開馬匹如何平衡能量產出與氧化損傷防護的奧秘。

為解開這個謎團，Gianni Casiglione與其研究團隊對196種哺乳動物的KEAP1基因進行演化分析。KEAP1是調節氧化還原平衡與粒線體能量產出的關鍵基因，在運動科學領域備受關注，也與肺癌、慢性阻塞性肺病等多種人類疾病有關。

研究顯示，現代馬匹、驢子和斑馬都演化出這項獨特的基因適應機制。透過系統發生組學、蛋白質組學和代謝組學分析，加上活體組織研究，科學家發現這個提前出現的終止密碼子(UGA)在馬匹體內會被高效地重新編碼，而非截斷蛋白質合成。

這項單點突變減少了對NRF2蛋白的抑制，NRF2是緩解氧化壓力的重要蛋白質。結果導致粒線體呼吸作用和ATP產量增加。雖然在其他哺乳動物中，過度的NRF2活性可能有害，但這個適應機制似乎為馬匹提供了完美平衡——既能提升能量產出，又能控制氧化壓力。

參考資料：《馬匹基因闖紅燈加速氧氣代謝與能量產出》2025年3月27日刊載於《科學》期刊，DOI: 10.1126/science.adr8589