螢光原位雜合技術 (Fluorescence in situ hybridization, FISH)
國立臺灣師範大學生命科學系研究助理林如愔
螢光原位雜合技術（FISH）是一種細胞遺傳學技術，可以用來檢測基因體上面特定核苷酸序列的存在，亦可藉由檢測信使RNA（mRNA）的表現量來觀測基因的表現。其基本原理如圖一所示：在小片段的DNA探針上以缺口轉化法（nick translation）標定Dig-dUTP或Biotin-dUTP，接著取一片經由福馬林（formalin）固定好的組織切片，將帶有標定的單股DNA探針與之進行雜合，完成之後使用螢光標定的Anti-Dig/Biotin抗體（antibodies linked with a fluorophor）進行檢測。此抗體會專一性結合上樣本中已經被Dig/Biotin標記引子雜合的核酸，螢光標定的抗體可在螢光顯微鏡下被觀測到螢光。
解開龜甲的進化起源
國立臺灣大學生命科學系助教范姜文榮
編譯來源：日本理化學研究所2013年7月9日訊
由於烏龜在演化過程中，失去了肋骨周圍的肌肉。因此，為何烏龜的肋骨僅在背側擴張，卻未形成覆蓋肋骨的肌肉，將是今後解開此進化過程的新課題。(圖片來源：維基百科)
烏龜是長壽的代表物種，有存活超過一百多年的紀錄。牠們的頭部與四肢可縮進「龜甲」內，因此龜甲是用來保護身體、抵抗外敵的特殊構造。龜甲是由背側的「背甲」與腹側的「腹甲」所構成，而背甲是由肋骨與背骨兩者癒合而成，因此烏龜活著的時候，龜甲無法與身體分離。
包括鱷魚、某些種類的恐龍及犰狳等脊椎動物，背部具有骨骼般盔甲。這些位於肌肉的外側的骨骼般盔甲，稱作「皮骨」（dermal bone）組織。皮骨的發育過程與肋骨及四肢骨骼不同，皮骨在骨骼形成前，先發育成「軟骨」的構造；在烏龜類胚胎，不僅先形成軟骨構造來進行骨骼形成，接著擴展成板狀構造，擴張的板狀構造於其肋骨間的空隙迅速地充滿物質，最後形成一體的背甲。
定位突變 (Site-directed mutagenesis)
國立臺灣師範大學生命科學系研究助理林如愔
誘導基因突變是進行基因功能研究的基本方法之一。以往都是利用化學或是輻射方式誘導突變，但是以此種方法會造成隨機突變，無從預測或控制突變產生的位置。1978年Michael Smith藉由聚合酶連鎖反應（polymerase chain reaction, 簡稱PCR），以特定引子在DNA特定的位置產生突變。Michael Smith因此在1993年與PCR技術的發明者共同獲得諾貝爾獎。
下列以最為廣泛使用的Stratagene公司所發展的QuikChange點突變產品來說明定位突變的操作原理：
1.首先，設計一對25~45鹼基對的引子，將欲突變之位點盡可能地置於正中央，在引子的兩端最好是G或是C以加強引子配對的正確性。以此引子對與模板質體進行兩次PCR反應之後得到如圖二的不同序列組合質體。其中新的DNA序列不是在細菌體內合成，因此不具有甲基修飾；而原來做為模板的質體，因為是由細菌體內得到，故其序列含有甲基修飾。
2.接著利用可專一性針對甲基化鹼基進行單股切割的DpnI酵素對PCR產物進行切割（見圖三）。此時只有來自於細菌、帶有原始序列的質體股會被切割，從而確保了所得的PCR產物皆含有欲得到之點突變序列。
3.之後將此突變質體送入宿主細胞進行放大或表現，即可進行特定基因功能之研究。
對於基因功能的研究，可以粗略的分為Gain-of-Function與Lost-of-Function兩大類。傳統的隨機突變與片段缺失（deletion）的方式屬於Lost-of-Function的研究手法，藉由觀察破壞基因序列的突變所導致的功能缺陷來推測該基因的功能。隨著分子生物學與蛋白質體學的發展，我們了解一個蛋白分子中可能分別含有不同功能的區塊。整個基因的缺失或是發生在該基因內的隨機突變雖然都可能造成此基因巨觀上的功能喪失，但在微觀上的成因和其機制上的影響、修補的機制都不同。因此，定位突變可以在不影響整體蛋白質結構的狀況下，分別研究蛋白質細部各胺基酸所扮演的角色。如圖四所示，此為一DNA聚合酶的立體構造，在不同位置上進行定位突變產生不同的突變蛋白。觀察其蛋白質功能的差異，可以總結分析其蛋白質不同區段所擁有的功能。利用這樣的技術與所得到的知識，可以在生物工程上加以應用，改造現有的基因產物，使其更能符合我們的需要。
吃海藻糖也能治憂鬱症
國立臺灣師範大學生命科學系副教授李冠群
編譯來源：Trehalose induced antidepressant-like effects and autophagy enhancement in mice
憂鬱症是各種心理失常中罹患率最高的一種，以色列本古里昂大學和美國明尼蘇達大學藥學院的研究團隊的研究結果指出，海藻糖（trehalose）可能具有類抗憂鬱的功效。(圖片來源：pixabay用戶geralt)
以色列本古里昂大學（Ben-Curion University）和美國明尼蘇達大學（University of Minnesota）藥學院的研究團隊的研究結果指出，海藻糖（trehalose）可能具有類抗憂鬱的功效，且此功效與海藻糖可增強細胞的自噬作用有關。
海藻糖是由兩個葡萄糖分子所組成的雙糖，為一種麥芽糖異構物，它廣泛存在於細菌、酵母菌、菇類、海藻、蝦子、昆蟲及植物中，而且是許多生物體，如細菌、真菌和昆蟲等無脊椎動物的能量來源之一。在生物體內，海藻糖除了可作為一種碳源及能量來源外，還具有保護如蛋白質及核酸等生物巨分子，以及維護細胞膜的結構與功能之作用，提供生物抵抗乾旱、高溫、高鹽、冷凍或輻射等惡劣環境的能力。
因為在這些惡劣環境下，脫水、高滲透壓、冰凍或高溫等不利的條件都會使蛋白質及生物膜分子間的水分子急遽下降，而海藻糖在此環境下可以取代水分子的功能，避免蛋白質及生物膜結構遭受破壞進而喪失功能。此外，近來更發現在植物體中，海藻糖具有調節植物生長與發育的角色。
吃蘋果皮可以降血壓
國立臺灣師範大學生命科學系副教授李冠群
蘋果是世界上最受歡迎和最常食用的水果之一，它富含有益健康的類黃酮。最近的研究發現，大多數類黃酮和富含類黃酮的植物萃取物能有效抑制高血壓。(圖片來源：pixabay用戶PDPics)
高血壓是現今人類日益嚴重的一種健康問題。人體內的血管收縮素轉換酶（angiotensin converting enzyme,ACE）與高血壓成因極為相關，醫學上在控制高血壓的策略當中，抑制ACE酶活性被視為主要的治療目標。加拿大新斯科細亞省農業學院的研究人員巴拉蘇里亞（Nileeka Balasuriya）和路帕辛何（H.P. Vasantha Rupasinghe），利用富含黃酮類化合物的蘋果皮萃取物，進行ACE抑制性質的探討，其結果發表在食品化學《Food Chemistry》期刊。
目前用於治療高血壓的ACE抑制藥物已有卡托普利（Captopril）、瑞姆普利（Rampiril）和伊納普利（Enalpiril）等。然而，探討天然ACE抑製劑的研究仍持續不斷在進行中。最近的研究發現，大多數類黃酮（Flavonoid，又稱黃酮類化合物）和富含類黃酮的植物萃取物是有效的ACE抑制物。黃酮類物質並非維生素，但是曾被稱為維生素P，在生物體內具有抗氧化和抗發炎反應的功效。
受損脊髓的救星-「人工神經連結」技術
國立成功大學生命科學研究所碩士蔡宗樺
編譯來源：日本科學技術振興機構（JST）2013年4月11日
脊髓是連結大腦運動指令和手腳動作的重要神經通道，萬一受到損傷，大腦的信號將無法傳達遞到手腳，導致肢體癱瘓。flickr用戶planetc1
脊髓是連結大腦運動指令和手腳動作的重要神經通道，萬一受到損傷，大腦的信號將無法傳達遞到手腳，導致肢體癱瘓。
日本自然科學研究機構生理學研究所的西村幸男準教授，以及美國華盛頓大學研究團隊，以脊髓損傷的猴子當作模式動物，開發出以人工迴路（bypass）連結受損脊髓的「人工神經連結」技術，在受損的脊髓上植入迴路，連結大腦和脊髓的運動神經。而脊髓損傷的猴子以「人工神經連結」連結受損脊髓後，手部肌肉確實回復到可以按照意識動作。
從鰻魚發現黃疸偵測新法
國立臺灣大學生命科學系助教范姜文榮
日本理化學研究所共同研究團隊發現日本鰻的肌肉中所具有的綠色螢光蛋白質能與膽紅素（bilirubin）彼此結合的機制，並應用此研究成果，開發出能直接定量測定人體血清中所含有的膽紅素。(圖片來源：日本高松中央卸売市場流通図鑑)
日本鰻魚因為被發現其產卵海域位於菲律賓馬尼拉海底山脈、以及近年漁獲量劇減等議題，總是報導不斷。2009年日本鹿兒島大學的林征一教授雖提出日本鰻的肌肉中具有綠色螢光蛋白質，但是其發光機制不明。日本理化學研究所共同研究團隊發現日本鰻的肌肉中所具有的綠色螢光蛋白質能與膽紅素（bilirubin）彼此結合的機制，並應用此研究成果，開發出能直接定量測定人體血清中所含有的膽紅素。
膽紅素是紅血球內攜帶氧氣蛋白質血紅素（hemoglobin）的代謝產物之一，血液中的膽紅素量如出現異常增加，就會沉積於組織中，出現黃疸症狀。血清中的膽紅素濃度，為評估溶血或肝臟機能的指標，是一般性健康診斷的生化學檢查項目之一，也是診斷新生兒黃疸症狀所必須的測定值。但是自1916年使用重氮化法以來，雖使用多種的膽紅素比色測量法，但都遭遇測量原理複雜、測量費時的問題。
調控睡眠的血清素
國立臺灣大學生命科學系助教范姜文榮
編譯來源：日本理化學研究所之研究成果發表 2013年5月15日
睡眠過程分為快速動眼睡眠及非快速動眼睡眠，入眠後會反覆出現非快速動眼睡眠→快速動眼睡眠→非快速動眼睡眠的週期。(圖片來源：flickr用戶peasap)
失眠症是憂鬱症的主要症狀之一。睡眠過程分為快速動眼睡眠（rapid eye movement sleep）及非快速動眼睡眠，入眠後會反覆出現：「非快速動眼睡眠→快速動眼睡眠→非快速動眼睡眠」的周期。憂鬱症病患的睡眠症狀有入眠後在較短時間就出現快速動眼睡眠，或在快速動眼睡眠中眼球運動頻度增加等傾向，但之前對為何引發此睡眠障礙仍不了解。
近年研究大腦中央部位的「外側韁核」（Lateral habenular nucleus）可能是造成憂鬱症的原因，在演化上此部位是從魚類到人類都具有的古老腦區。將外側韁核進行電刺激活化，會導致分泌神經傳導物質血清素的神經細胞活動減弱，因而了解外側韁核是血清素的控制中樞。另因血清素枯竭會導致憂鬱症狀惡化，因此外側韁核過多的活化，會過度抑制血清素分泌，使得憂鬱患者的症狀惡化的假說受到關注。實際上使用機能性核磁共振儀器（fMRI）進行研究發現，憂鬱患者的外側韁核出現血流量異常增加及腦的神經活動活性增加。患有類似憂鬱症狀的老鼠，其外側韁核則出現神經傳導效率增加的現象。
沙蠶的無限再生能力
國立臺灣大學生命科學系助教范姜文榮
編譯來源：日本理化學研究所2013年5月8日訊
如同人類的脊椎骨或蛇的體幹一樣，生物體常可見到具有反覆出現的構造單位，這些反覆出現的構造單位稱做「體節」，不僅是脊椎動物，節肢動物如昆蟲、甲殼類等，環節動物如蚯蚓、沙蠶或水蛭等，都可見此生物形態設計的基本單位。（圖片來源：flickr用戶robgrowler）
如同人類的脊椎骨或蛇的體幹一樣，生物體常可見到具有反覆出現的構造單位，這些反覆出現的構造單位稱做「體節」，不僅是脊椎動物，節肢動物如昆蟲、甲殼類等，環節動物如蚯蚓、沙蠶或水蛭等，都可見此生物形態設計的基本單位。例如果蠅有14個體節，而人類有30個體節，這些都是在胚胎發育完成前就已經決定的。
常被作為釣魚魚餌的沙蠶，其體節是具有體壁、附屬肢、肌肉、消化管的圓筒狀構造，在發育成長階段，會在體幹的後端反覆不斷地附加上體節，其成體在頭部與尾部間的體節總數達到120至130個。如果沙蠶尾部被切斷，除了將傷口修復外，會長回失去的體節，因此目前被認為具有無限的再生能力。一般具有重覆體節構造的脊椎動物或節肢動物，體節數目於發育為成體後就不會改變。這些動物於發育過程中，胚胎成長的最前端部分會生成細胞的增值區域，來供應給體節細胞。但是胚胎發育過程一旦結束，增生區域就會消失，因此除了少部分例外如蠑螈或蜥蜴的尾巴，生物發育為成體後，體節再生能力都相當有限。