生醫學院新進教師研究獎得主專訪──廖品超老師

從粒線體品質管制解開細胞維修之謎──探索 MAD Pathway 的關鍵突破

粒線體如何維持健康、清除受損蛋白質，是近年細胞生物學的重要研究課題。國立清華大學生命科學暨醫學院新進教師廖品超老師長期投入粒線體品質管制研究，帶領團隊發現粒線體外膜蛋白 Tom40 不僅是蛋白質進入粒線體的重要通道，更可能在粒線體受損時扮演「出口」角色，協助將受損蛋白質運送至細胞質降解，重新改寫科學界對粒線體蛋白質運輸的既有認知。相關成果發表於《Communications Biology》，並榮獲生醫學院114學年度新進教師研究獎。

走進廖品超老師的實驗室，映入眼簾的是忙碌運作的細胞培養設備、果蠅飼養箱，以及專注投入研究的學生。對他而言，粒線體從來不只是教科書中的「細胞發電廠」，而是一座持續運作的微型城市，必須透過完善的品質管制系統，才能維持細胞正常運作。多年來，他始終圍繞著一個核心問題：當粒線體內部蛋白質受損時，細胞究竟如何將這些故障零件清除？

從細胞老化走進粒線體世界

回顧研究歷程，廖品超老師並非一開始便鎖定粒線體研究。碩士班時期，他投入細胞老化研究，當時國際學界逐漸發現粒線體與老化息息相關，也讓他開始對粒線體產生濃厚興趣。博士班期間，他進一步投入神經科學，研究粒線體如何在神經細胞中長距離運輸，理解粒線體如何配合細胞需求維持正常功能。

真正的轉折點出現在博士後研究時期。當時，他接觸到仍鮮少人投入的 MAD Pathway（粒線體相關降解途徑）。相較於熱門研究主題，這是一條尚待探索的新領域，也因此更吸引他投入其中。返國成立實驗室後，他便以此作為主要研究方向，希望釐清粒線體如何辨識並清除受損蛋白質。

改寫粒線體蛋白運輸的新發現

細胞中的蛋白質會因老化或壓力而受損，若無法及時清除，便可能影響粒線體功能。MAD Pathway 正是粒線體的重要品質管理系統，負責辨識並移除這些異常蛋白質。

研究團隊將焦點放在 Tom40。過去教科書普遍認為，Tom40 是蛋白質進入粒線體的單向通道。然而，團隊發現位於粒線體基質中的蛋白質也可能透過 MAD Pathway 被細胞降解，意味著粒線體內部可能存在逆向運輸機制。經過大量實驗驗證，團隊提出 Tom40 不僅是入口，也可能在粒線體受損時成為出口，將受損蛋白質送回細胞質，再交由降解系統處理，重新定義了粒線體品質管制的運作模式。

由於挑戰既有理論，研究歷經嚴格審查。團隊設計多項控制實驗，證明粒線體膜保持完整，並確認蛋白質確實曾位於粒線體內部，而非純化過程造成外漏。研究也發現，這套逆向運輸需要 ATP 提供能量，卻不依賴粒線體膜電位，使細胞即使在粒線體功能下降時，仍能持續清除受損蛋白質。

在未知中培育下一代研究人才

目前團隊正建立果蠅研究平台，希望將 MAD Pathway 的研究從酵母菌拓展至多細胞生物，進一步了解其在老化、健康壽命及神經退化疾病中的角色，為未來疾病機制研究奠定基礎。

除了研究，廖品超老師也十分重視學生的培育。他認為，能力可以透過訓練逐步累積，但好奇心、研究動機與團隊合作精神，才是科研工作最重要的基礎。他鼓勵學生建立長期目標，勇於探索未知，而非只追求短期成績。

從細胞老化、神經科學到粒線體品質管制，廖品超老師始終選擇挑戰仍有許多未知的科學問題。他相信，基礎研究雖然無法立即轉化為臨床應用，卻是推動生命科學進步的重要基石。未來，團隊將持續探索 MAD Pathway 的生物學機制，並透過跨領域合作，為老化與神經退化疾病研究提供新的科學視角，也展現清華大學生命科學暨醫學院在基礎研究上的創新能量。

論文連結：https://www.nature.com/articles/s42003-025-08549-z

採訪．撰文／生命科學系曾承諺