生命科學

生物駭客 2016(五):結語

生物駭客 2016(五):結語 (BioHackers 2016 (V) : Conclusion)
澳洲昆士蘭理工大學熱帶作物研究中心博士 曹存慧/國立臺灣大學生命科學系、上海視覺藝術學院講師 張顥馨

連結:生物駭客 2016(四):運作與經營之道

  • 結語

在設備精良的實驗室,全職的科技與科學的研發團隊兢兢業業忙碌數年,研發項目也不見得總有具體的進展。生物駭客們又能做到些什麼呢?的確,單以科學或科技的知識產能來看,在生物駭客空間內進行科學或科技的研發,或許並不是一個有效率的策略。生物駭客空間的資源往往非常匱乏。受制於科學研究的相關管理法規,以及有限的設備、人力、經費,生物駭客空間有許多實驗的項目都不可進行。另外,即便有經費能夠添購設備,生物駭客跟科技創客一樣,總希望盡量不要購買現成的器材或儀器,而期盼一切都盡量自己動手製作,這也是所謂「駭客/創客精神」的重要指標之一;但製作這些工具也需要時間和精力,自製工具的功能也往往不如大公司的同類商品。生物駭客們來自於各種不同的專業背景,通常對研發主題沒有長期且深入的浸淫,不清楚某技術的極限,也不熟悉過往已發表的相關研究成果,因此生物駭客們天馬行空的點子也常常實用價值不高、發展有限,或缺乏原創性。而在研發細節的設計和實驗的執行上,生物駭客們也常常因為不夠精熟所需的技術與知識,而表現得不夠周全和缺乏效率。

生物駭客 2016(三):美國的基因工程

生物駭客 2016(三):美國的基因工程 (BioHackers 2016 (III): Genetic Engineering in U.S.A.)
澳洲昆士蘭理工大學熱帶作物研究中心博士 曹存慧/國立臺灣大學生命科學系、上海視覺藝術學院講師 張顥馨

《生物駭客 2016(一)》《生物駭客 2016(二)》生物駭客中,簡介了生物駭客的發展歷程,以及新加坡和歐洲幾個駭客空間的概況。基因工程相關法規在美國較在歐陸寬鬆,所以美國有更多的生物駭客空間使用基因工程的技術。例如,美國的 Glowing Plants(發光植物)的發光植物計畫,就將螢光酶基因轉殖入阿拉伯芥(圖三、四),期待發展出替代照明 (Callaway, 2013)。他們本想在群募平台 Kickstarter 上募集約 65,000 美元,用於將產品商品化並販售螢光阿拉伯芥的種子;結果,他們很快募得 484,000 美元並終止繼續募金。這個計畫雖然合乎美國對基改生物的管理條例,但許多相關研究人員質疑其可行性,並擔憂會加重社會大眾對基因改造的誤解,影響後續大眾對基因改造研究發展的接受程度 (Callaway, 2013)。這個計畫也導致 Kickstarter 增加了一個新的規定,禁止未來使用基因改造的生物當作募得資金的回饋 (Holmes, 2013)。美國 Biocurious(生物好奇)與 Counter Culture(叛培養)合作的全素乳酪計畫,則轉殖了細菌,在細菌中表現酪蛋白基因,試著用細菌製造乳製品 (D’haeseleer, 2014)。另外,也有些團體正傳授社群 CRISPR (Ledford, 2015) 之類最新的基因工程技術。

生物駭客 2016(四):運作與經營之道

生物駭客 2016(四):運作與經營之道 (BioHackers 2016 (IV) : Operation and Management)
澳洲昆士蘭理工大學熱帶作物研究中心博士 曹存慧/國立臺灣大學生命科學系、上海視覺藝術學院講師 張顥馨

《生物駭客 2016(三)》,以美國巴爾的摩的生物駭客空間 BUGSS 為例,討論了公眾對生物駭客空間的疑慮與轉機。以下將繼續以 BUGSS 為例,討論生物駭客空間的財務運作與經營之道。

生物駭客 2016(一):導論

生物駭客 2016(一):導論 (BioHackers 2016 (I) : Introduction)
澳洲昆士蘭理工大學熱帶作物研究中心博士 曹存慧/國立臺灣大學生命科學系、上海視覺藝術學院講師 張顥馨

生物駭客,也就是業餘的生命科學研究者們,正在全球推動一個「生物研究自己來 (DIYBio)」的社會運動,目的是打破公眾與生命科學與生物科技研發之間的屏蔽,使沒有受過正規生命科學教育的業餘科學家們,也能投入科學研究,釋放對科學研究的熱情。雖然有部分的生物駭客在家中架設了私人的實驗室,但多數仍選擇在駭客空間 (Hackerspace) 中進行生物研究(圖一)。一般而言,駭客空間指的是聚集了業餘科學家的研究空間,跟社群實驗室 (Community Laboratory)、自造者或創客實驗室 (Makerspace) 等名詞的意義雷同。業餘科學家在這類型的空間中,互相學習、分享資源、建立合作關係、並進行科學研究。此《生物駭客 2016》系列文章,將先簡介 DIYBio 運動的現況與研發方向,接著以數間生物駭客空間運作狀態為例,探討生物駭客空間的挑戰與潛力。每個空間的運作模式歧異甚大,期盼他們多元的寶貴經驗能給生物駭客們作為參考。

生物駭客 2016(二):歐洲的發展

生物駭客 2016(二):歐洲的發展 (BioHackers 2016 (II) : Development in Europe)
澳洲昆士蘭理工大學熱帶作物研究中心博士 曹存慧/國立臺灣大學生命科學系、上海視覺藝術學院講師 張顥馨

《生物駭客 2016(一)》中,介紹了生物駭客空間的發展緣由與概況(圖二)。各個生物駭客空間的運作方式與營運策略均有不同。從下面的幾個例子中,可以觀察到生物駭客的核心人物,多數仍在學院體系內接受過相關教育與訓練,空間本身也常常與學院內的機構或研究人員合作,或是得到學院捐贈的二手實驗器材等。就像其他的駭客空間一樣,至少在草創之初,都是由幾個有共同嗜好的好友共同負責運作,並透過人脈逐步擴張資源與社群規模。

完美而複雜的演化—眼睛

完美而複雜的演化—眼睛
國立彰化師範大學科學教育研究所博士生 王淑卿

人類眼睛具有空間視覺與彩色視覺功能,這個精密複雜構造是從簡單不完美的構造演化而成。約在五億四千萬年前古生代寒武紀生命大爆發 (Cambrian explosion) 時期出現的三葉蟲化石已經具有複眼,於加拿大幽鶴國家公園 (Yoho National Park) 內的伯吉斯頁岩 (Burgess Shale Formation) 發現五億一千五百萬年前的寒武紀歐巴賓海蠍 (Opabinia regalis ) 化石,則已經具有 5 個柄狀突起的眼睛。

茉莉酮酸

茉莉酮酸 (Jasmonates)
國立臺灣大學植物科學研究所博士生 林孟淳

茉莉酮酸 (jasmonates, JAs) 為茉莉酸 (jasmonic acid) 及其衍生物的總稱,是近數十年發現的植物激素 (phytohormones) 之一。最早於 1962 年,在大花茉莉精油中發現(實為茉莉酸甲酯 methyl jasmonate, MeJA),因此得名,之後陸續在多種植物中,也發現 JAs 的存在。但直到 1970 年後,才開始發現到 JAs 也有植物激素的功能。其主要功能為促進雄蕊發育、塊莖形成、抑制根部的生長,但是 JAs 最廣為人知的功能是在植物遭受物理性傷害後(例如草食性昆蟲所造成的傷口),誘導植物的系統性防禦,以抵禦草食生物的進一步攻擊。在植物受到草食性昆蟲攻擊時,在傷口處誘導出大量的 JAs,使 JA 訊息傳遞途徑開啟,並促使植物產生蛋白酶抑制劑等物質,讓昆蟲難以消化到口的食物,因而放棄進食。

光形態發生

光形態發生 (Photomorphogenesis)
國立臺灣大學植物科學研究所博士生 林孟淳

光形態發生 (photomorphogenesis) 是泛指植物在受到光照後,所產生的一切形態變化。狹義的光形態發生,又稱為幼苗的去白化 (de-etiolation),專指植物在種子或孢子萌發後,接受到光線而產生的形態變化。與之相對,呈現暗形態發生 (skotomorphogenesis) 的幼苗,稱為白化苗 (etiolated seedlings),是指在黑暗的環境下生長時,所出現的表徵。種子在土壤中發芽後,由於缺乏光源,僅靠種子所貯存的能量,不足以提供整個生命周期的需求。為了在最短的時間內找到光源,在黑暗下生長的幼苗,其下胚軸 (hypocotyl) 會延長,以縮短破土而出的時間;為了在出土前保護脆弱的生長點,在暗形態發生時,幼苗的子葉並不會展開,並保持頂端勾 (apical hook) 的構造(圖一)。市場中常見的豆芽菜,就是暗形態發生下的綠豆或黃豆幼苗。

植物的微小 RNA

植物的微小 RNA (micro RNA of Plant)
國立臺灣大學植物科學研究所博士生 林孟淳

微小 RNA (micro RNA, miRNA) 是一類約為 20–24 鹼基長度的小型 RNA,依其與目標信使RNA (mRNA) 的序列互補,可能導致目標 信使 RNA 的降解,或妨礙蛋白質轉譯的進行,達到基因靜默 (gene silencing) 的效果.本篇將著重於植物微小 RNA 的介紹,並比較與動物微小 RNA 之間的異同。

在動物中最早於 1993 年,在對線蟲 lin-4 突變體的研究中發現(動物部分的介紹,可參考本網站 2013 年之文章《微小 RNA / 小分子 RNA》)。而植物的基因靜默機制,雖然在 90 年代末期就已觀察到,但在 2002 年後,才陸續開始有微小 RNA 被確認。微小 RNA 可調控許多植物的生理現象,包括葉片的發育,調節植物進入生殖生長的時期,以及對逆境的反應等。

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