Enews128 生物資訊與基因多樣性的相關研究

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== '''生命科學院-跨領域之研究合作與教學改進''' ==
 
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生命科學院院長 王志鉦
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== '''生物資訊與基因多樣性的相關研究''' ==
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生物醫學暨環境生物學系 張學偉副教授
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本校生命科學院是由醫藥暨應用化學系、生物醫學暨環境生物學系、生物科技學系三系組成，各系除有自我特色外，研究領域則具互補性。醫藥暨應用化學系專長於分子模擬、新藥設計合成、劑型設計、材料及臨床化學等研究。生物醫學暨環境生物學系專長於分子、細胞生物學、生物實驗技術與生物多樣性等研究。生物科技學系專長於基因、蛋白質工程，分子藥學等研究。各系專長多元且互補，相當符合跨領域研究合作的先決條件。因此，本學院積極整合三學系之研究特色，媒合各老師之跨領域研究專長，成立四大主題之研究團隊，以期循序漸進孕育出國家型、國科會、國衛院與衛生署跨領域之整合型研究計畫，進一步提昇本學院之研發能量與成果，強化本學院對校內外的學術與產業合作交流之能力，是為本學院目標。為達此目的，生命科學有兩項學術活動希望促成跨領域之研究交流：
 
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#首先是定期舉辦「跨領域研究專題演講系列」，本演講系列已舉辦過13場(共23位教師演講)，初步成果已促成院內各教師間彼此研究的了解。本年度演講系列除本學院教師外並邀請各學院RPI最佳獎與IF>5之傑出研究教師進行專題演講，希望藉由此活動，能瞭解彼此的研究，增加本學院研究教師與本校傑出研究教師彼此間跨領域的研究合作機會。
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本人自92學年度加入高醫生物醫學暨環境生物學系迄今，一直感受到生物系的活力與多樣性發展，對本人的研究也產生微妙的互動。讓我從單純基礎研究，走向生物資訊的研究領域，其中與臨床醫學的醫師合作也帶給我很大的幫助。還有分子生物與生物資訊也跟生態物種的研究結合，讓我們發展出分子物種鑑定與鳥類性別鑑定。還有研發處的輔導，讓本實驗室有產學合作的機會。所以，大致上本實驗室研究著重於在生物資訊、基因體及基因多樣性，運用於SNP交互作用、腫瘤標誌篩選、鳥類性別鑑定、分子物種鑑定、特有物種粒線體定序及以上各種相關的相關軟體開發。詳述如下：
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#本學院獲得國科會補助舉辦「生醫化學跨領域學術研討會」，會中將延攬國內相關跨領域研究之先進專家，講授生醫化學跨領域專業知識與新興技術，並發表卓越之跨領域研究成果，以全力推廣跨領域合作的重要性與新趨勢，希望能吸引更多跨領域研究者加入，以促成更多跨領域研究團隊的形成，並培育更多生醫與化學跨領域之人才。配合本學術研討會的舉辦，會中亦進行本學院生醫與化學研究之學生論文口頭及壁報競賽，競賽方式分 (1).醫藥化學組 (2).應用化學組 (3).生醫與生技組 (4).環境生物組，同學將選擇所屬領域報名參加壁報競賽。敦聘數位校外或院外專家評審將就摘要及壁報內容擇優給予論文口頭報告競賽，並分別就報告內容、回答問題及臨場表現予以評分排序。傑出壁報及口頭報告者將頒發優渥之獎金(總獎金10萬元) 及獎牌，以鼓勵本學院學生積極參與生命科學相關研究，以提昇本學院學生全面之研究風氣與研究能量。
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總結本學院在研究方面將扮演好”媒人的角色”在輕鬆的環境下，循序漸進提供更多的跨領域合作契機，改變教師原有單打獨鬥的觀念，走向跨領域研究互助共榮的領域，讓每個老師只需要在自己專長上貢獻少許時間，成就有深度的跨領域研究成果與品質，以團隊作戰方式，大大提昇本學院之研發能量與全球競爭力。
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1. 生物資訊軟體研發
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優異的研究有賴卓越的研究人力，而卓越的研究人力則有賴精實的教學方能培養。因此，本院亦相當重視跨領域之教學，以培養跨領域之研究人才。本學院於過去一年在教學上有很多的改進。諸如，
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本實驗室與高雄應用科技大學楊正宏教授合作多年，研發與更新生物資訊相關軟體與視覺化。結合生物資訊學、基因體與附基因體及軟體程式應用的方法，來研究癌症、疾病與基因多樣性。目前已有成熟的SNP相關探勘免費軟體發表包括：SNP-RFLPing, V-MitoSNP, SNP ID-info, Seq-SNPing, Prim-SNPing, SNPflankplus, Extract-SAGE等。另外有關甲基化分析工具與連鎖不平衡分析軟體…等生物資訊研究相關軟體，也正在研發當中。
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#考量學生就業專業能力，本院整合院內各系之教學資源，並與藥學院合作開設創新醫藥科技與管理學程。醫藥科技產業是深具高附加價值、知識導向型之科技產業。它影響人類民生、健康，是廿一世紀最重要產業之一。此產業的發展除了亟需培育具備醫藥與生物科技專長的人才。在基礎醫藥科技知識之管理與行銷方面的訓練也須強調。本學程的設置即以推動與訓練創新醫藥科技專業人才，並同時具備醫藥科技和管理知識之跨領域管理行銷人才為目標。
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2. 醫學基因體研究- 口腔癌腫瘤標誌與疾病的致病SNP條碼
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#為加強學生之基本核心能力，本學院推廣英語教學課程。目前為止，化學系、生物系、生技系各有一門課程全程以英文教學，並訓練學生撰寫英文讀書報告。
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#為提高教學品質，本學院強化課程委員會之機能。設立師生雙向溝通之課程委員會，定期檢討課程之開設，嚴格地執行教材審查並將教材E化在網路上以利學生閱讀與下載。
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#跨領域學門人才的培育：我們獲得教育部的補助，結合醫學院與生命科學院教師，共同指導醫學系與生命科學院大一大二學生，希望能激發他們對基礎研究的興趣，為國家儲備優秀的研發人才。
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生命科學院是本校唯一沒有證照的學院，但本學院全體師生的努力是有目共睹的，我們提供學校基礎與應用之支援，並積極發展特有之優異領域，希望對學校研發能量的提昇有所幫助。未來仍持續致力於跨領域研究與教學，以培養跨領域之研究人才。
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本實驗室與附設醫院牙科主任陳中和合作，利用上述生物資訊與基因體方法(如生物晶片)結合臨床研究，找尋並驗證腫瘤標誌。同時，我們也與骨科林高田醫師及高應大楊正宏教授合作，利用生物資訊產生SNP barcode，用以分析各種疾病的危險性，目前已有成熟的結果。
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3. 慧星方法篩選具有DNA損傷的抗癌藥物
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本實驗室與清華大學生物醫學研究所所長劉銀樟教授合作，利用慧星方法(Comet assay)來測定藥物對細胞DNA損傷的程度。Comet assay的原理是將單顆細胞懸浮於洋菜凝膠中，經裂解處理後，在高pH之電泳下，斷裂之DNA會移出細胞外，而形成拖尾的現象，並用螢光染料染色，使細胞核呈現出一種慧星式的圖案。若細胞DNA未損害則移動慢，在泳動時保持圓球形。為一種快速、靈敏、簡便的檢測DNA損傷的方法。同時本實驗室也與本校天然藥物研究所與生物科技系合作，用於篩選有抗癌潛力的天然藥物，目前已有初步成果。
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4. 鳥類分子性別鑑定- 鷹類
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本實驗室與本系程建中老師合作，開發高通量分子性別鑑定探針。由於鷹類是生態系的頂層代表生物之ㄧ，也對環境的品質要求很高，因此常被視為環境監測的指標生物。而監測其性別比例是監測鷹纇族群的健康的重要因素。所以，目前主要是針對鷹類進行研究，已經有成熟的結果。
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5. 鳥類分子演化- 白頭翁與烏頭翁初探
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本實驗室與本系程建中老師以及中華醫事科技大學周以正老師合作，嘗試了解白頭翁和烏頭翁的DNA序列關係。我們以分子生物與生物資訊分析，研究白頭翁和烏頭翁中的族群內基因多型性(SNP)差異。主要目標為探討以下兩項：1.研究白頭翁和烏頭翁粒線體某些基因群的序列內的基因多型性的狀態。2.探討鳥類的性別是否與粒線體特定基因群的多型性型態有差異。同時，我們也將相關基因的定序成果投遞到GenBank並取得accession number，供生物學家參考。
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5. 物種分子鑑定-台灣櫻花鉤吻鮭(Oncorhynchus masou formosanus)
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本實驗室與中華醫事科技大學周以正老師合作，嘗試區分臺灣鮭魚與其他相似的日本櫻鮭。我們使用演化分類常用的16S rRNA序列做生物資訊分析，發現無法區分。而利用GH1基因作為生物探針，則可將台灣特有亞種的台灣櫻花鉤吻鮭與日本其他鉤吻鮭屬亞種的鮭魚予以區分。

在2009年3月5日 (四) 15:11所做的修訂版本

高雄醫學大學e快報 第128期　 生命科學院 專題


生物資訊與基因多樣性的相關研究

生物醫學暨環境生物學系 張學偉副教授


本人自92學年度加入高醫生物醫學暨環境生物學系迄今，一直感受到生物系的活力與多樣性發展，對本人的研究也產生微妙的互動。讓我從單純基礎研究，走向生物資訊的研究領域，其中與臨床醫學的醫師合作也帶給我很大的幫助。還有分子生物與生物資訊也跟生態物種的研究結合，讓我們發展出分子物種鑑定與鳥類性別鑑定。還有研發處的輔導，讓本實驗室有產學合作的機會。所以，大致上本實驗室研究著重於在生物資訊、基因體及基因多樣性，運用於SNP交互作用、腫瘤標誌篩選、鳥類性別鑑定、分子物種鑑定、特有物種粒線體定序及以上各種相關的相關軟體開發。詳述如下：

1. 生物資訊軟體研發

本實驗室與高雄應用科技大學楊正宏教授合作多年，研發與更新生物資訊相關軟體與視覺化。結合生物資訊學、基因體與附基因體及軟體程式應用的方法，來研究癌症、疾病與基因多樣性。目前已有成熟的SNP相關探勘免費軟體發表包括：SNP-RFLPing, V-MitoSNP, SNP ID-info, Seq-SNPing, Prim-SNPing, SNPflankplus, Extract-SAGE等。另外有關甲基化分析工具與連鎖不平衡分析軟體…等生物資訊研究相關軟體，也正在研發當中。

2. 醫學基因體研究- 口腔癌腫瘤標誌與疾病的致病SNP條碼

本實驗室與附設醫院牙科主任陳中和合作，利用上述生物資訊與基因體方法(如生物晶片)結合臨床研究，找尋並驗證腫瘤標誌。同時，我們也與骨科林高田醫師及高應大楊正宏教授合作，利用生物資訊產生SNP barcode，用以分析各種疾病的危險性，目前已有成熟的結果。

3. 慧星方法篩選具有DNA損傷的抗癌藥物

本實驗室與清華大學生物醫學研究所所長劉銀樟教授合作，利用慧星方法(Comet assay)來測定藥物對細胞DNA損傷的程度。Comet assay的原理是將單顆細胞懸浮於洋菜凝膠中，經裂解處理後，在高pH之電泳下，斷裂之DNA會移出細胞外，而形成拖尾的現象，並用螢光染料染色，使細胞核呈現出一種慧星式的圖案。若細胞DNA未損害則移動慢，在泳動時保持圓球形。為一種快速、靈敏、簡便的檢測DNA損傷的方法。同時本實驗室也與本校天然藥物研究所與生物科技系合作，用於篩選有抗癌潛力的天然藥物，目前已有初步成果。

4. 鳥類分子性別鑑定- 鷹類

本實驗室與本系程建中老師合作，開發高通量分子性別鑑定探針。由於鷹類是生態系的頂層代表生物之ㄧ，也對環境的品質要求很高，因此常被視為環境監測的指標生物。而監測其性別比例是監測鷹纇族群的健康的重要因素。所以，目前主要是針對鷹類進行研究，已經有成熟的結果。

5. 鳥類分子演化- 白頭翁與烏頭翁初探

本實驗室與本系程建中老師以及中華醫事科技大學周以正老師合作，嘗試了解白頭翁和烏頭翁的DNA序列關係。我們以分子生物與生物資訊分析，研究白頭翁和烏頭翁中的族群內基因多型性(SNP)差異。主要目標為探討以下兩項：1.研究白頭翁和烏頭翁粒線體某些基因群的序列內的基因多型性的狀態。2.探討鳥類的性別是否與粒線體特定基因群的多型性型態有差異。同時，我們也將相關基因的定序成果投遞到GenBank並取得accession number，供生物學家參考。

5. 物種分子鑑定-台灣櫻花鉤吻鮭(Oncorhynchus masou formosanus)

本實驗室與中華醫事科技大學周以正老師合作，嘗試區分臺灣鮭魚與其他相似的日本櫻鮭。我們使用演化分類常用的16S rRNA序列做生物資訊分析，發現無法區分。而利用GH1基因作為生物探針，則可將台灣特有亞種的台灣櫻花鉤吻鮭與日本其他鉤吻鮭屬亞種的鮭魚予以區分。


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