生物科技

脂肪酶在生物技術上之應用

脂肪酶在生物技術上之應用 (Applications of lipase in biotechnology)
國立臺灣師範大學生命科學系碩士生李亞翰

脂肪酶(lipase)在工業上的應用相當廣泛,其來源主要是來自種類繁多的微生物,相較於動植物酶,微生物脂肪酶的作用pH值、作用溫度以及對受質的特異性更加廣泛,有利於進行各種工業化生產,而且酵素取得也較容易,這些因素帶動了脂肪酶在各領域中的基礎和應用研究,尤其是利用蛋白質工程技術可以廣展脂肪酶的應用範圍,因此成為重要的工業用酵素之一。

在全球酵素市場,工業用酵素佔約70%,研究與醫療用約30%。根據統計工業酵素又以清潔劑的市場最大,而脂肪酶最大的商業應用領域是用來做為家庭或工業用清潔劑的添加物,目前在市面上已有數種脂肪酶商品在販售。近年來隨著生物技科的進步及酵素新功能的開發,脂肪酶已廣泛的被應用於食品、清潔劑、紡織、皮革、醫藥、造紙、廢棄油處理等。

人類抗體的同型

人類抗體的同型 (Antibody isotypes)
國立臺灣大學生命科學系101年陳巧坪博士生

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圖一、抗體的單體模式圖(陳巧坪繪圖)

抗體 (antibody) 又稱為免疫球蛋白 (immunoglobulin,Ig),主要由參與體液性免疫 (humoral immunity) 之B細胞經活化成為漿細胞 (plasma cell) 後所分泌,在人體內有五種不同的抗體,稱為同型 (isotype),分別為 IgA、IgD、IgE、IgG及IgM,它們各具有不同的免疫功能。

抗體皆由Y字型的單體所構成,此Y字型單體包含兩條較長之重鏈 (heavy chain) 及兩條較短之輕鏈 (light chain),共四條多肽鏈 (polypeptide chain),四條多肽鏈間由雙硫鍵 (disulfide bond) 連接。

「DNA編輯大師」張鋒與CRISPR/Cas9/Cas9基因編輯技術(下)

「DNA編輯大師」張鋒與CRISPR/Cas9/Cas9基因編輯技術(下)
國立臺灣大學醫學院生理所林世青專任研究助理

連結:「DNA編輯大師」張鋒與CRISPR/Cas9基因編輯技術(上)

以遺傳學上常使用的模式生物:黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)為例,根據全基因體定序分析結果,推算出果蠅約有超過15000個基因(Adams et al., 2000),過去的研究方法,必須使用例如EMS突變劑、跳躍子跳躍、費時的同源互換、繁複的ZFN與TALEN等技術,花費漫長時間才有可能得到目標基因的突變株果蠅,從而分析該基因的功能特性。

然而在發展Cas9技術後,只要得知目標基因序列,即可設計並合成出專門辨認該基因的導引RNA表現載體,表現出導引RNA後,Cas9即可快速專一地作用,直接剔除該基因,研究者僅花費很短時間與精力即可得到目標基因剔除的突變果蠅,效率為前人難以望其項背。

「DNA編輯大師」張鋒與CRISPR/Cas9基因編輯技術(上)

「DNA編輯大師」張鋒與CRISPR/Cas9基因編輯技術(上)
國立臺灣大學醫學院生理所林世青專任研究助理

麻省理工學院的張鋒(Zhang Feng)教授憑藉其發展的CRISPR(Clustered, Regularly Interspaced, Short Palindromic Repeats)/Cas9(CRISPR-Associated Protein 9)系統,年僅32歲即榮獲2013年《自然》雜誌評選之年度新聞人物首位,並獲得「DNA編輯大師」之稱號(“365 days: Nature’s 10,” 2013)。

究竟這令人折服的基因編輯技術的發展過程為何呢?西元1987年時,科學家在細菌內發現一種特殊核酸內切酶,命名為CRISPR/Cas9,其會辨認外來的DNA並加以切割降解,被認為是細菌用以抵抗病毒感染的防禦機制(Ishino, Shinagawa, Makino, Amemura, & Nakata, 1987; Bhaya, Davison, & Barrangou, 2011),若能在病毒感染的第一時間內就將其DNA降解,即可有效阻止病毒複製。

一滴血早期發現大腸癌(Ultra-sensitive liquid biopsy of colorectal cancer)

一滴血早期發現大腸癌(Ultra-sensitive liquid biopsy of colorectal cancer)
國立臺灣大學生命科學系范姜文榮編譯/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯

編譯來源:わずかな血液で大腸がんを発見 

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圖片來源:pixabay@geralt

日本國立癌症研究中心的分子細胞治療研究團隊,成功開發出能夠早期發現大腸癌的高靈敏度、高效率檢測法。該研究成果刊載於2014年4月7日科學期刊「Nature Communications」。

大腸癌檢測常使用大便潛血檢驗法,就大量檢測、費用和成效而言,尚屬不錯,但靈敏度(sensitivity)及專一性(specificity)並不足,有時大腸癌患者也會被檢測為陰性。另一方面,雖可使用大腸內視鏡來進行精密檢查,但因受檢者需要檢查前處理或畏懼檢查等因素,在日本大便潛血檢驗呈現陽性者,僅有6成患者接受大腸內視鏡檢查。此外大便潛血檢驗呈現陽性者,經大腸內視鏡精密檢查後,實際上僅約5%為大腸癌患者。因此高靈敏、且能檢測大量患者的高效率大腸癌檢測法,有其高度需求。

「細胞外囊泡(extracellular vesicles)」是各種細胞所分泌的微小胞器,可存在於血液或尿液內,過去已能使用採血或驗尿等方法予以診斷。在癌症病患,癌症特異性的細胞外囊泡,因聚集能提供各種訊息的物質,故能利用在病況掌握或治療評估上。傳統檢測法雖能檢驗出體液中的細胞外囊泡,但操作步驟與分析程序繁複,需耗時約12小時,因此到目前為止,一直未能實際運用於醫療檢測上。

還三合一疫苗一個清白

還三合一疫苗一個清白
高瞻計畫特約編譯 柯廷龍/國立臺灣師範大學生命科學系 李冠群副教授責任編輯

編譯來源:Huge Meta-Study Of Vaccines Reveals No Link To Autism

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圖片來源:維基百科

曾經有研究指出接受施打麻疹、腮腺炎、德國麻疹三合一疫苗(measles, mumps and rubella vaccine, MMR vaccine)可能是造成自閉症(autism)的元兇之一。然而在那之後,許多的更有效力的研究以及證據否定了原先的調查結果。

2014年5月,位於澳洲雪梨大學The Whiteley-Martin研究中心的學者們所發表的最新研究成果再度證明了三合一疫苗和自閉症並不相關。1

這次的研究範圍廣闊,結合了兩種調查,第一種研究運用統計方法執行了5項調查共包含1,256,407位孩童的資訊,觀察施打疫苗後出現自閉症症狀的患者以及其他無疫苗副作用的對象之間的比例。第二種以病例對照研究方法(case-control study)2對9920位兒童進行觀察,比對那些在接受疫苗後,罹患自閉症症狀的病患與其他施打疫苗後身體沒有不適的兒童。

藥物的治療劑量,也邁向基因客製化的道路!

藥物的治療劑量,也邁向基因客製化的道路!
(Individualized Dosing Based on Pharmacogenomics)

國立臺灣大學臨床藥學研究所R99 林銘彥 藥師

現今,你我處於一個許多消費品皆可客製化的時代,藥物的劑量也是可以客製化、個人化的!在許多民眾的印象中,藥物治療劑量都是固定的。年輕人、老年人甚至小孩皆服用相同的劑量。然而,藥物在不同族群中的藥物動力學皆不同(藥物力學 pharmacokinetics:包含藥物在人體的吸收、分佈、代謝、排除),若皆服用相同的劑量,會無法達到理想的治療效果,也可能增加藥物副作用發生的機會。

益生菌口服疫苗治療C型肝炎

益生菌口服疫苗治療C型肝炎
國立臺灣大學生命科學系范姜文榮編譯/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯

編譯來源:科学技術振興機構(JST)

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圖一: Bifidobacterium比菲德氏菌屬,為革蘭氏陽性菌、非游動性,是常呈分岔的厭氧細菌。(圖片來源:維基百科)

日本神戶大學為主的研究團隊,透過與日本科學技術振興機構及國際協力機構的合作,成功開發出治療C型肝炎的益生菌1口服新型疫苗,可望能提高C型肝炎的標準治療法的治癒率。該研究成果刊載於近期疫苗科學期刊「Vaccine」線上版。

C型肝炎病毒的慢性感染病患,據估計世界上有高達1億8千萬人以上,這些患者易發展成肝臟相關疾病,如肝硬化或肝癌。日本神戶大學的研究團隊,經研究估計在開發中國家印尼也有約700萬的慢性感染病患,但目前的治療藥物價格相當高,無法提供給許多人有效的治療。

目前C型肝炎的標準治療法,是使用長效型干擾素2及抗病毒核酸誘導體(ribavirin)兩者併用療法,或者再加上NS3蛋白酶抑制劑之三者併用療法。在日本C型肝炎病毒基因型1b的感染者,經使用兩者併用療法,約50%未能成功治療;即使三者併用療法,仍約30%患者未能成功治療,因此有必要去開發更有效的治療法。

C型肝炎患者對C型肝炎病毒的免疫反應微弱,是導致C型肝炎易於慢性化、難於治療的原因之一。若能增強患者對C型肝炎病毒的專一性細胞性免疫力,應能提高標準治療法的治癒率。到目前為止,治療疫苗雖有研究報告提及製造基改病毒,來誘導C型肝炎病毒的專一性細胞免疫反應,但因活體基改病毒會受到基改生物相關法律的規範,無法立即進行臨床應用。

超多能分化性(Pluripotency)-來源與應用 -中

超多能分化性(Pluripotency)-來源與應用 -中
臺中市雙十國中自然領域王淑卿教師

連結:超多能分化性(Pluripotency)  -上

  • 幹細胞是什麼?

幹細胞(stem cell,SC)是從孕育數天的胚胎中提取出的原始、未分化的細胞,具有增殖(proliferate)與分化(differentiation)兩大能力。

幹細胞具有兩大特徵,一為自我更新(self-renew),透過有絲分裂可分裂出更多幹細胞,以保持其分化潛能(differentiation potency);另一為分化功能,由未分化狀態(undifferentiated state)的細胞,分裂和分化成生物體內不同功能與形態的特化細胞(specialized cell)。

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