實驗室裡實驗室外

綠藻枝仔冰

2008-06-21T23:59:00.004+08:00

進實驗室動手做研究的人，許多時候會感到很挫折，因為某些實驗往往想起來很簡單，文獻上寫的方法步驟也不複雜，但是實際上做下去卻不是那麼一回事。出問題的地方常是一些枝微末節的小事，雖然好像沒什麼大不了的，但遇上這樣的問題，有時候就擾亂了實驗步調，影響情緒，增加許多困擾。如果有幸解決了，當研究結果要發表時，卻因為投稿文章的篇幅有限，技術問題通常不會寫進原始文獻裡，況且這種「小事情」不是所要探討的課題重點，為突顯主題不宜旁生枝節。到最後要怎麼解決這種技術難題，往往就變成某實驗室的祕技，不為外人所知。

最近實驗室來了一位訪問學者，其實她算是我們的資深學姊，二十多年前就在我們實驗室從事博士後研究，後來找到教職，當教授去了。我老闆不知道是怎麼遊說的，讓她願意回來短暫訪問幾週，動手做一些實驗，而老闆指派我跟著這位老學姊一起做。大家討論研究主題，決定拿單細胞鞭毛藻為材料，用生化方法來找出細胞質內與纖毛鞭毛生長有關的活性蛋白分子，所以第一步是要能夠製備出高濃度的細胞質萃取液。

經過一番討論，我們的構想是這樣的：我們先養出一大缸一大缸綠藻，接著把細胞分批拿去離心，比較重的細胞會沉在離心管底部，與原本養細胞的液體分離。把上面的液體倒掉後，用少量的緩衝液重新把沉在底部的細胞打散，就能濃縮細胞的濃度。反覆幾次，把好幾缸的細胞集中起來，懸浮液體積愈來愈小，於是得到的是很濃很濃的細胞。然後把這些高濃度細胞用液態氮快速冷凍再重新解凍，經過這樣又凍又融化，細胞膜會破掉，把細胞質釋放出來，成為一小鍋細胞質濃湯。最後把這小鍋濃湯用超高速離心機再離心一次，把細胞璧、破碎的細胞碎片… 等等重物甩到管底，小心吸出上面的液體，這就是我們要的高濃度細胞質萃取液。

只要養好細胞、離心、除去液體、冷凍解凍、再去高速離心，這樣就行了。很簡單吧。當初我們也都這麼想。結果等到把濃度很高的細胞冷凍解凍後，想將細胞質濃湯放進超高速離心機所用的小離心管裡，問題卻來了。原來這時候細胞已經濃縮太多倍，說是細胞濃湯，其實是黏稠如膏狀，用微量吸管吸都吸不起來，通通沾附在吸管頭上，無法移進高速離心管裡。老學姊想了想，放棄用吸管去吸取，改用小藥杓去刮，結果照樣黏得到處都是，狼狽不堪，材料損失大半。我說不如先不解凍，趁著還凍成固態的細胞冰塊時趕緊打碎，然後用小鑷子把細胞碎冰夾起來丟到高速離心管裡再讓它解凍。聽來可行，但試了一下，我們的動作太慢，小碎冰一下子就融化了，還是東沾西黏搞得髒兮兮。把養了好幾天的幾公升綠藻濃縮成幾cc，就剩下最後一個步驟，結果現在卻卡在這裡。怎麼辦呢？

老學姊突然靈光一閃，說：Let's try to make some Popsicle!

Popsicle? 這是什麼？原來 Popsicle 是美國小孩子常吃的冰棒。老學姊拉直了迴紋針，用鉗子剪成兩段小鐵條，在快速冷凍細胞時把小鐵條插到濃濃細胞湯膏中，等到冰凍成固體了，捏住小鐵條一拉，凍結的綠藻細胞膏就變成一根迷你的綠藻枝仔冰，可以放進小高速離心管裡，讓它解凍融化後直接去超高速離心。輕輕鬆鬆，乾乾淨淨，而且我們可以把好幾枝迷你小冰棒先後放到同一個小離心管中，就能將所有的樣品集中收集在同一個管子中，避免不同管之間的變異。

哈哈，老學姊得意得不得了。就靠她的這招綠藻枝仔冰，我們解決了如何移動濃稠細胞湯膏的技術瓶頸。

愚人節的故事

2008-04-01T21:04:00.004+08:00

今天是愚人節。每年到了這一天，我就會想起這件往事。不過這樣的情況短期內或許不會再發生了，就用這篇舊文章來紀念一下吧。

每年的四月一日是愚人節。每週四是著名的科學期刊《自然》(Nature)出刊的日子。每隔十一年左右，就會碰上一個四月一日是星期四，就會有一期《自然》在愚人節出刊。今年 (註：這篇是2004年完成的舊文) 就是這樣，還有一九九三年、一九八二年也是。

一九九三年四月時我讀大三，有門必修課是動物發生學。發生學 (developmental biology) 現在一般都翻譯成發育生物學，是討論生物從受精卵如何變成個體，包括成長分化衰老死亡這些過程的學問。有一天上課講到了老化，老師說要補充一篇最近剛出爐發表在《自然》上的綜論文章，報導有關長生不老研究的最新進展。根據這篇文章指出，科學家透過研究鯉魚，並且運用老鼠的分子遺傳學技術，對於如何延遲老化死亡有了新的發現。有位在加州某校的研究者去探討為什麼鯉魚或烏龜等這些變溫動物似乎的壽命都比較長，結果他發現鯉魚腸道中有某種物質是關鍵。這個物質有兩條短的蛋白質鏈組成，一條是鯉魚腸子中的細菌所製造釋出，另一條由某類魚腸內皮細胞所分泌。這種物質的化學性質極不穩定，遇熱就分解，所以極難研究。不過科學家經過十年的努力，已經選殖到這兩個基因，而且透過定位突變的方式成功地改良使它變成比較穩定，並且還把基因轉殖到老鼠體內。這些老鼠就真的活得特別久，是正常壽命的好幾倍，不過出現了一些副作用，包括怕光、長出鱗片狀構造等等。報導中說研究人員還探討了把轉殖了這個長壽基因的老鼠與跟細胞死亡基因突變的老鼠交配後子代的表型，證明這些基因彼此間有交互作用。

哇，竟然從鯉魚的研究找到了可以影響哺乳動物壽命的關鍵，這真是令人興奮的大發現！不過老師說他想找更多的相關研究與原始文獻來補充，但是文後所附的參考文獻台灣都找不到，所以很抱歉，他當前所能告訴我們的就只有這篇《自然》的報導所述的內容了。

其實這篇《自然》所附的文獻中有一篇是查得到的。這唯一查得到的一篇是《自然》在一九八二年的綜論文章，內容還是在說在鯉魚腸子中找到這個長壽物質。為什麼這麼大的發現，原始文獻卻都不在知名期刊上發表？或是都是尚在付印中呢？事情有一點奇怪了….

原來一九九三年與一九八二年這兩篇《自然》的文章都是在四月一日出刊的，是英國人的幽默玩笑啦！當年六月某期的讀者投書就刊出了各國各地科學家的回應，有稱讚玩笑開得很高明、正好拿去捉弄同僚與學生的美國人，有一板一眼批評不該在嚴謹科學刊物作弄人的德國人，有表示很無辜上當但是自我嘲笑一番的西班牙人，還有人很 kuso 順著玩笑繼續回應下去。《自然》的編輯也承認是玩笑了，並且說當期的另一篇書評也是愚人節笑話，可別當真喔。

哇哈哈，當大家愈相信不會騙人的人，其實騙起人來最高明。不過這個小小的（或大大的）玩笑卻讓我有一點點警覺：平常我們看期刊時，除了與自己專擅與本身研究相關的領域會去找出原始文獻來細讀，其他的新知大都就是這樣看看綜論評述或報導了。固然有意要開玩笑的例子是少之又少，但是其中若無心犯錯有問題，大概也渾然未覺吧。而當下有些中文的科學新知網站，主要是由熱心的研究生們去參考與翻譯各大期刊的綜論，就更要小心篩選了。去年 (註：2003) 英國知名的基因體研究機構也在愚人節時弄了個網頁，說是定序測出了霸王龍 (T. rex) 的基因體序列，就有位老兄誤以為真，寫了篇報導來介紹這個大發現。

今年 (註：2004) 愚人節又遇上是《自然》出刊日，我小心地翻一翻，想看看這個長生不老的笑話有沒有又出來。結果是沒有。破解長生不老之謎既然是假的，過了二十年，笑話大概老死了。

這兩篇《自然》的愚人節玩笑在
Correspondent, A. (1982). The Elixir of Life. Nature 296: 392.
Weiss, R.A. (1993). Dorian Gray mice. Nature 362: 411.

纖毛大會

2008-03-18T07:26:00.005+08:00

去年夏天，我們去佛蒙特州的山中小村莊開會，那是由美國實驗生物學會聯盟(FASEB)承辦的暑期研討會之一。這個暑期系列會議每場參加的人數不多，只有一百多人，是對某個專門的研究領域或課題有興趣的人員，大家就關在一個荒郊野外的寄宿學校，天天從早到晚聽演講看壁報。這與神經生物學年會或細胞生物學會等各大型學會年會，與會人數動輒成千上萬，必須在像世貿中心這樣的大展場才容納得下的學術大拜拜形式很不一樣。

這個研討會主題是「纖毛與鞭毛的生物學」("Biology of Cilia and Flagella")，號稱是八零年代以後首度把與這個領域相關的人士齊聚一堂，共同研討。纖毛的結構與運動機轉曾經是細胞學研究的重要題材，不過關於纖毛的研究後來就漸漸冷了下來，也沒有定期的集會研討。現在之所以能夠募得經費補助，促成這個會議的原因，主要是近十年來的研究發現有許多遺傳疾病的成因，都是因為與纖毛有關的基因發生了突變。所以當前有個通行的假說，認為纖毛與鞭毛除了廣為人知的運動功能之外，還是負責感應外界訊息的細胞受器與訊號處理中心，與調控細胞的生長分化發育息息相關。

開了五天會，大家說 bye-bye，三年後再見。不過並不是船過水無痕。為了擴大影響力，有人自告奮勇，寫了一篇會議摘要報告。他從上台報告的研究者中挑選了一些他個人認為比較重要且有趣的發現，寫成綜論文章，試圖勾勒出纖毛生物學當前熱門的研究面貌與重點方向，並指引對未來的展望。這位先生最後與會議的發起人之一兩人聯名把摘要報告發表在《細胞生物學期刊》(Journal of Cell Biology)上，文章的題目叫做 "Making Sense of Cilia"。用這樣一個花俏的題目，刻意要語帶雙關地把 sense（感覺）這個字眼放進來，就知道在這個作者與會議籌辦人心中當前最重要的纖毛相關研究，是要了解纖毛如何擔任細胞感覺胞器的角色。而整篇摘要報告的內容也真的偏重在介紹纖毛的感覺功能，訊息傳遞與致病機制的研究，對纖毛鞭毛立體結構的研究輕描淡寫，而精子的鞭毛尾巴怎麼運動的研究則隻字未提。讀到這篇會議摘要的與會者，如果發現自己與相關同儕的成果竟然如此被冷落，心裡或許不是很好過吧。

會都開完半年多了，會議摘要報告也在好幾個月之前就已經登出來。況且當時會中報告尚未付梓的「新發現」，如今也大都已經正式發表刊出來，變成舊消息了。為什麼我要舊事重提呢？其實是最近查文獻時，偶然間發覺另外有位與會的義大利學者，會後也寫了篇摘要報告，投稿到一個不怎麼知名的小期刊。他也取了個故作俏皮的標題： "Stay tuned! It is an exciting era for the biology of cilia and flagella"。Tune 是調整頻率、對準頻道的意思，電視節目要進廣告之前常請電視機前的觀眾 "stay tuned"，就是請觀眾頻道調好了，不要轉台別走開，精采的節目馬上回來。用這個片語當標題，一方面表示纖毛生物學的研究正精采，別轉台跑掉，要繼續盯著欣賞；另一方面，也是再一次呼應著當前纖毛研究的熱門話題－－它是細胞的天線，具有感應刺激，傳遞訊息的功能。

不過不同於先前的那篇，這位來自披薩國的老兄不得罪人，他的會議報告完完整整描述了每一位上台演講者的報告內容，重點不在評論研究現況，而是詳實紀錄會議過程，彷彿抄筆記一樣。沒去開會的人，看過後也可以知道到底哪些人報告了什麼事情。更特別的是這位義大利先生除了幫大家整理筆記，還擺了一張所有開會者的大合照，佔了將近半頁的篇幅。於是我看到自己小小的身影，混著其他一百多人中間，印在雜誌上面。雖然比不上阿簡老師既上電視新聞，大頭又登上月刊封面那麼風光，不過想一想，能在學術期刊上看到自己照片的機會畢竟不多啊，所以趕緊寫下來，炫耀一下。

以上浪費大家上網閱讀的時間，真不好意思。

這兩篇會議摘要報告的是:

Sloboda, R.D. and Rosenbaum, J.L. Making sense of cilia and flagella. J. Cell Biol. 179:575-82. 2007.　

Lupetti, P. Stay tuned! It is an exciting era for the biology of cilia and flagella. Tissue Cell 39:445-55. 2007.

纖纖細毛

2008-03-16T04:36:00.005+08:00

我從博士班以來，所做的實驗都與纖毛(cilia)的形成有關係。纖毛雖然是包括人類在內的大多數生物細胞上普遍可見的胞器，但是畢竟是個聽起來不怎麼顯赫的東西。也因此不管是不是學生物的朋友，人們總問我：這個東西可以研究出什麼名堂？

老王賣瓜，我來自誇一下吧。不過廣告之外，從「纖毛生物學」研究受重視的冷熱變化，在某種程度上，我覺得也反映出美國生物醫學領域這些年來發展走向的某種模式。

其實纖毛是很有歷史淵源的構造。當年雷文霍克用顯微鏡觀察水中的單細胞生物時，最初描述紀錄到的微細構造之一，正是這些不斷地擺動，突出於細胞表面的微小胞器。纖毛的長度約0.005mm，有些長一點，有些短一點，依照不同的生物與細胞類型而定。現在人們把纖毛依運動方式分成兩種，大家所熟知的是會擺動的運動纖毛(motile cilia)，這類也是雷文霍克在纖毛蟲身上所觀察到的纖毛，而人類呼吸道上皮細胞最表面的一層，正長滿了運動纖毛。這些纖毛擺動形成波浪推動黏液，而黏液沾附了所吸入空氣中的有害物質，變成痰而排出，所以這些纖毛可以幫助我們清除進入呼吸道的異物，跟人體健康有很大的關係。纖毛另有一個兄弟構造叫做鞭毛 (flagella)，最知名的例子就是精子的尾巴。真核細胞的鞭毛與可運動纖毛的結構幾乎一模一樣，只是一般說來鞭毛比較長。鞭毛出問題不擺動了，精子游不動，就會造成雄性的不孕症。正因為這些因素，所以很早人們就對纖毛／鞭毛為什麼會擺動，到底是怎麼動的，結構是什麼，是哪些蛋白分子擔任這些角色，能量來源為何...等等問題很有興趣。而多年前我在課堂上修習細胞生物學時，這些就已經是教科書上的標準教材－－學過細胞學的人，或許還記得教科書上曾提過纖毛／鞭毛的主體是軸絲 (axoneme)，它的橫切面在電子顯微鏡下可見到微管 (microtubule) 構成"9+2"的美麗複雜結構；而運動蛋白 dynein 連結相鄰的微管，利用水解ATP的化學能改變運動蛋白的構型，造成微管的相對滑動，而使軸絲彎曲，讓纖毛擺動....。這些東西既然都已經寫在教科書上，表示在當時就已經是學界公認的基本知識，不是什麼有爭議未確認，正如火如荼探索中的新發現。換句話說，既然明確寫在課本中，就意味著重要的學說架構都已經被研究出來了，剩下的工作是去精練改進與補充這些模型。

科學研究就跟探險尋奇一樣，愈是新的未知的、愈能去開拓知識新疆界的研究，才會受到重視與讚揚，也才有辦法搶佔到廣為各領域的學者所閱讀的綜合知名學術期刊；如果只是對既有已知的舊範圍，做做重複查勘或是修正細節的事情，就得不到人家的重視。人們認為對於纖毛研究主要課題－－結構與運動－－大體上就是這麼一回事了，除非有實驗技術的突破，很難玩出新把戲。會趕熱潮搶流行的學界，就不會大量投注資源經費與注意力在這件事情上。纖毛生物學就變成一個特定專門的領域，為數不算多的實驗室研究某一細節，研究多只能發表在某些專門期刊。換句話坦白說，就是不熱門。

另一方面，人們用電子顯微鏡觀察細胞的超微細構造後，了解到另外還有一類不會擺動的纖毛 (non-motile cilia)。這類纖毛出現在神經細胞上，像許多感覺神經元的神經末梢，其實就是特化不動的纖毛，比方說：視網膜的視神經，鼻腔內的嗅神經，舌頭上的味蕾細胞，內耳的毛細胞等等。另外人們也發現：幾乎人體大多數的細胞在分裂完成，進入不再增殖的靜止時期，也會長出一根不會動的纖毛，稱為初級纖毛 (primary cilium)。只是或許「纖毛是會動的胞器」這種先入為主的觀念已深植人心，而且不會動的與會動的相比，分明就是缺少了某些構造功能，所以推想這些「非運動纖毛」或許沒什麼大用處，連由Albert與Watson等人所著的「聖經」級教科書 Molecular Biology of the Cell，在1994年第三版時就說初級纖毛「不具任何已知的功能」("has no known function")。

然而，這類「不具任何已知功能」的初級纖毛，卻正是讓冷僻的研究回溫的直接近因。遠因呢？則是起源於有兩條鞭毛的單胞藻衣藻 Chlamydomonas reinhardtti研究。

之前好一陣子纖毛鞭毛的細胞生物學研究沒怎麼能攫取人們的注意力，少數一些致力於此的實驗室大多利用一些特殊的材料來研究，像單胞藻正是這冷門中的主流模式生物：它容易大量培養，有助於生化分析純化；有各種鞭毛型態功能的突變種，可採行遺傳學技術。透過對單胞藻的研究，我們知道纖毛鞭毛的生長是像建高樓一樣，是從突出的遠端延長出去而不是從底部墊高；也找到一種像貨運電梯一樣的輸送作用，把構成纖毛的建材從底部的細胞本體送到頂端的組裝區；還發現負責輸送作用的蛋白分子，廣泛存在各種生物之中，具有演化的保留性。

但是這些還是無法引起大眾的注意。

直到人們發現一件奇怪的事情：在單胞藻中，有一個負責組裝鞭毛所必須的輸送作用的基因，當這個基因突變時，單胞藻無法長出鞭毛。線蟲 C. elegans 有相對應的基因，一如所料，突變時會影響感覺神經纖毛的型態與功能。而老鼠也有這個基因，不過讓人驚訝的是這個基因功能缺失的老鼠，卻帶有人類多囊腎臟病 (polycystic kidney disease) 的病徵。之前對多囊腎病的研究，已經知道是由兩種構成鈣離子孔道的膜蛋白基因缺失所造成，但是為什麼纖毛基因的缺失也有相同的病態呢？仔細觀察這隻多囊腎疾病老鼠的腎小管細胞，果然發現細胞上面那根不會動，「不具任何已知的功能」的初級纖毛都變短了，而後續研究發現先前找到的那兩個突變時會造成多囊腎病的膜蛋白，原來正是位在初級纖毛上面。所以大家開始推測﹔初級纖毛會不會是細胞的天線，上面有各種受體感應器，用以檢測外界的環境與刺激，進而影響細胞的反應？所以當纖毛壞掉了，這些受體感應器去不了正常該去的地方，功能因而被擾亂，腎小管細胞就無法對外界的訊息做出適當的反應，胡亂生長分裂，最後長出一個個空囊。就這樣，原來用老鼠，用斑馬魚，用線蟲等等實驗體系來研究其他腎臟病的人，甚至臨床研究的醫生，紛紛把目光投注在纖毛的形成機制上。

無獨有偶，當研究腎臟病的人注意到纖毛的重要，人們也發現另一種罕見遺傳性疾病跟纖毛的病變有關。這種病叫做 Bardet-Biedl 症候群 (Bardet-Biedl Syndrome，簡稱為 BBS)，病狀很廣雜：異常肥胖，有六根手指腳趾；有的人視網膜退化，有的人身體左右相反，有的人兼得腎臟病，有的還有水腦症。突變造成 BBS 的基因在稍早就被鑑定出來了，陸續找到八個不同的基因（現在已經增加到十幾個），但面臨跟多囊腎病一樣的研究困境：搞不清楚為什麼這些基因的突變會造成 BBS，更何況導致如此龐雜的病徵。後來利用線蟲來探討這些 BBS 基因的研究者發現原來 BBS 基因產物位於纖毛的基部與纖毛內，還發現 BBS 基因產物功能與纖毛內的貨梯輸送作用有關。人們又恍然大悟，既然 BBS 基因功能與纖毛有關，而人體大多數的細胞都有初級纖毛，所以纖毛出了問題，影響到很多不同類型的細胞，就可以解釋為何 BBS 的症狀如此分歧雜亂，牽涉多種器官。最近有人進行蛋白質純化分析，更發覺細胞內多種 BBS 基因產物彼此結合在一起成為一大團複合體，可能負責在細胞內輸送分泌囊泡到纖毛基部去，以補充纖毛的細胞膜與上面的膜蛋白。現在，除了多囊腎臟病與 BBS 之外，陸續還發現多種遺傳疾病也都是纖毛的病變引起的。

人們知道纖毛跟疾病有關是一回事，為什麼會有關是另一個問題。而隨即有人適時補上這塊空白，發現纖毛參與了個體發育與細胞分化。研究胚胎發育的人發現他們利用誘導突變製造出來的數種神經管發育不正常的老鼠，竟然是由數個纖毛基因各自的病變所致。多個研究不同細胞表面受體與訊息傳遞的研究群，也發現他們各自研究的蛋白分子，是位在那不會動的初級纖毛上。細胞內的訊息傳遞是像工廠生產線一樣，一關一關，從一個分子傳到另一個分子。有的傳遞途徑的中間步驟必須在纖毛裡完成，否則傳到最終的輸出結果也就不一樣。於是人們提出假說，認為細胞上的初級纖毛不但像個天線偵測站，觀測外界的訊息；可能還是個資料處理中心，要整合不同的訊息，然後傳遞回細胞核的司令部去做決策。

發展至此，打算研究遺傳病的、研究個體發育的、研究細胞訊息的，或多或少都可以跟初級纖毛扯上關係，而且這個先前被說是「不具任何已知功能」的小傢伙，看起來功能還不少呢。纖毛鞭毛的相關研究不再只是學院裡面一些過了研究巔峰的老頭子，盯著奇怪罕見的微生物，研究了幾十年還捨不得放棄的冷題目，一個新的「纖毛病理學」("Ciliopathy")　領域就此開展，讓許多用不同的主流模式生物系統當材料做實驗、原本不關心纖毛的人跑來卡位，搶著開拓。

吹噓完畢。比起主宰一切的細胞核，或影響能量代謝與細胞凋亡的粒線體等胞器，纖毛雖然是個不怎麼稱頭的結構，但是這幾年來開始鹹魚翻身，上得了檯面，原因就是大家發現這個突出細胞表面的小構造，或許跟你我的生老病都很有關係。

最後，前面提及從纖毛生物學研究的冷熱當例子，可以看出美國生物醫學的發展走向。對此我個人的體認就是－－必須跟人類健康與疾病有關，才會變主流研究。基礎生物學研究雖然是一切發現的根基，但是當前演變下，卻變成只有扯上了疾病，扯上了發育，扯上了人類的健康福祉，才會變成熱門焦點，才可能在大學校園內找得到教職，才可能拿到聯邦經費做研究，十足的功利與實用導向。這樣對嗎？利用單細胞生物研究纖毛組成的我，當然很想理直氣壯的說不對，畢竟趨勢如此下去，對自身這種玩基礎研究的很不利啊。但是坦白講，講究實效不對嗎？今天的科學研究已不是幾世紀前歐洲貴族教士等等有錢有閒的知識階級，閒暇時在自家閣樓或後院動動手，滿足好奇心與成就感的副業興趣罷了。在那種情況下，可以自己愛玩什麼就玩什麼。但當今的生物醫學科學研究，是大筆資金與人力物力投注的專門職業，博士班研究生與博士後研究員多如過江之鯽，做起實驗來花錢如流水，但大多仰賴政府的生醫科研預算補助，花的是納稅人的錢。要不要考慮科研的投資效益呢？眼光固然要放長遠，但是資源資金有限的情況下，多遠的長遠是可容許的界限呢？所以功利實用與醫藥取向的趨勢對嗎？不對嗎？好嗎？不好嗎？真不是個有簡單答案的問題。

Impact Factor

2008-02-25T06:07:00.003+08:00

美國洛克斐勒大學出版社(Rockefeller University Press)的編輯們，與湯姆笙科學公司(Thomson Scientific)展開論戰。一來一往，鬧熱滾滾。

洛克斐勒大學出版社的聲明：連結一，連結二
湯姆笙公司的聲明：連結一

論戰的兩造，在學術圈中各有相當的影響力：

──洛克斐勒大學位在紐約市，是個專精在生物醫學領域的私立研究型大學，近年來連續幾年都有該校教授得到諾貝爾獎，堪稱大師匯聚之地。旗下所屬的出版社發行三種學術期刊：《細胞生物學期刊》(Journal of Cell Biology)，《實驗醫學期刊》(Journal of Experimental Medicine)，以及《普通生理學期刊》(Journal of General Physiology)，分別是其所屬領域的傑出重要期刊。

──湯姆笙公司則提供各期刊目錄索引與資料庫的服務。其中最為人們所熟知的，是他們分別挑選各領域的許多期刊，整理出這些期刊中所發表的文章後來被哪些人所引用，並且統計次數，編成科學引用索引(Science Citation Index)，社會科學引用索引(Social Science Citation Index)，與工程引用索引(Engineering Index)等的資料庫，提供人們查詢。這些正是這幾年來台灣從事學術評鑑時，常被人提起的SCI與SSCI等。

如果湯姆笙公司光去統計或建立文獻相互引用的檢索服務就罷了，但是他們還提供一項統計指標，叫做impact factor (以下簡稱IF) ，試圖計算出各個期刊影響力有多大。論文被引用的次數愈多，IF值就會愈高，表示愈受人重視、愈有影響力。自然而然，IF 被一般人當做衡量期刊好壞的簡單量化標準，而很多人（包括台灣的國科會或教育部或各大學等單位）在聘用或評鑑研究人員的時候，更用他發表論文所在期刊的IF值多大，來計算分數，以量化其研究表現的良窳優劣。所以別小看IF值，這可是會影響到一個走學術路的人的飯碗生計。

IF既然茲事體大，到底是怎麼計算的？以SCI期刊的2007年的IF為例：首先，湯姆笙公司會挑選許多期刊列入SCI的索引，沒被SCI所收錄的期刊，其中的文章與引用就通通不計。然後湯姆笙去統計某一個SCI期刊在2006年與2005年之間所刊登的所有文章，到底在2007年一年中總共被各種SCI的期刊文章引用了多少次。把這個總引用次數當分子，除以該期刊在2006與2005年之間到底刊出了多少「可被引用的文章」，得到的這個商數，就是這個期刊的2007年度IF值。

洛克斐勒大學出版社旗下期刊的總編輯發表聯合聲明，指出這樣計算的不合理之處。首先，這樣計算出的IF值是個平均數(mean)，既然是平均，就會受到少數異常大小的數值所影響而產生偏差，無法顯示論文素質的整體均衡或良莠不齊。比方說，光靠少數幾篇特別賣座的論文，就會被特別多人所引用，讓IF值變大。所以三位總編們建議，至少也應當提供中位數(median)或其他衡量引用次數分布離散狀況的統計值才對，不該只用平均值。其次，如果某篇論文因為錯誤疏失或竄改造假等因素而被撤回，那篇論文被引用的次數卻仍然會列入計算。就像南韓科學家黃禹錫那兩篇發表在期刊《科學》(Science)上複製人類胚胎幹細胞文章，雖然名義上已經被撤銷了，但只要被人家提及引用到，仍會讓《科學》的IF值增大。期刊把關不嚴而出錯，但是IF值卻更好，實在不太合理。最後，既然IF值是「被引用數」除以「可引用文章數」，就可以依照這樣的遊戲規則來玩。如果某個期刊大量刊登集各家大成的綜論文章(review)，被別人引用的機會當然就大於針對單一特定問題探討的原始文獻，這麼一來計算時當作分子的總引用數就會增大；而到底分母的「可引用文章」又是什麼呢？綜論文章與原始文獻報告當然都是「可引用」的，而有些期刊前面還有學術新聞、政策評論、人物專訪、讀者投書等等，這些就不列入「可引用」的文章，但是有些文章的性質介於綜論與新聞之間，到底算不算可以引用呢？洛克斐勒大學出版社的編輯們發覺，湯姆笙公司沒有統一的標準認定。最明顯的例子是某期刊的IF突然從前一年的7.00變成隔年的11.91，而那個期刊正是去跟湯姆笙公司談判斡旋，讓當作分母的「可引用文章」數目少了將近四成。

前面提及的這些論點大多是老生常譚，之前已被人提及，沒有太大的新意。不過總編們卻提出了另一個問題，也是他們掀起論戰的原因。原來湯姆笙公司的這些統計數據與資料庫是可出售的，洛克斐勒大學出版社於是買了旗下三本期刊以及某些其他期刊的相關統計資料。編輯們說他們的原始動機是想去分析一下到底哪些自家所刊登的文章容易被人引用，也想了解一下競爭對手的狀況。結果他們卻發現拿買來的統計數據自行去計算，所求得的IF值竟然跟湯姆笙公司公佈的不一樣，各項數值都湊不起來。去詢問湯姆笙公司到底怎麼一回事，湯姆笙表示說其實當初計算的是根據粗略統計的數據，賣出去的是後來重新篩選改正錯誤後的新資料，專供後續研究之用。編輯們要求取得當初計算IF值的那套舊資料，湯姆笙給了，但根據第二次交給他們的數據來計算，結果還是與湯姆笙所公布的不一樣。

於是這些期刊編輯們生氣了。他們說，如果做研究的時候實驗結果不能重複，沒再現性，這個結果就是不可信的。而身為科學期刊的編輯，如果審稿人或是讀者，對投稿者的實驗結果有所質疑，他們會要求投稿的原作者提供原始數據，以供分析驗證。湯姆笙公司對於期刊文章的引用次數進行統計分析，發表IF值的排序結果，本質上也是一項學術研究。就算當時計算中間過程的資料沒有存檔，既然過去幾年各期刊們發表的文章與引用的文獻有哪些，都已是既成不變的事實，湯姆笙公司應該可以用同樣方法重新整理一次，得到相同的結果才對。但最後卻非如此。如今提不出符合結論的原始數據，研究的結論竟然也無法重複，這樣的研究報告應該被拒絕才對！

所以，原來當前廣泛通用，以衡量科學發表成果的量化指標，竟然是如此不嚴謹與不科學哪。

邁向人造生命（二）：一步一步走

2008-02-12T22:59:00.000+08:00

美國馬里蘭州J. Craig Venter Institute (JCVI)的研究人員在老闆Venter的主導下，企圖朝著合成微生物的方向而努力。姑且不論到底這樣的研究目標有沒有倫理上的爭議，也先不管社會大眾的觀感如何，純就技術面來考量，要怎麼做呢？

想要人造合成生物，首先要知道到底有哪些基本要素是維持生命現象所必須，這些絕對不可以漏失，才能製出能夠存活的生物個體。其次，若要製造出的合成微生物能執行指派的特定功能，還必須知道要有哪些特殊的額外元件去負責這些附加任務。無中生有去創造很困難，有樣學樣比較簡單，於是JCVI的人員看看自然界活生生的細菌到底有哪些基因，試圖從基因體的定序來著手，解決「基本要素」有哪些與「附加元件」是甚麼的問題。多年前，研究人員們已經對一種當前已知基因體最小的細菌黴漿菌定序，所以知道這樣的細菌身上有哪些基因。但是哪些是不可或缺的，哪些又是可有可無，與維生無關緊要？他們下一個研究，就是有系統地把基因逐次剔除掉：如果把某個基因弄掉時細菌依然活得好好的，就表示這個基因在當時的培養狀況下並非必要的；相反地，如果某個基因被剔除之後細菌就死掉了，這個基因的產物就是負責細菌生長代謝中缺一不可的角色。就這樣，他們找出了哪些是維生所必須的基因，並且把基因體中其他非必須的基因通通都剔除掉，剩下來的就是僅供維持一隻「陽春型」細菌最小需求的基因體。

知道最小需求的基因體是什麼雖然重要，但是如果目的是要製造出有特定機能的細菌，這樣的陽春菌顯然還差得遠。就比方說想要軍艦來捍衛海疆，光有會浮會動的船是不夠的，還要有武器射控電子通訊系統等等。問題是Venter等人的野心是要做出分解污染物有毒物，或是利用太陽能或化學能來提供人類能源等的細菌。我們就是因為對於要怎麼分解污染物有毒物，以及要如何去利用替代能源... 等等所需的化學所知不多甚至一無所知，才會有污染與能源問題。這種情況下又怎麼知道要去安排利用哪些基因，去從事哪些生化反應呢？還是老話一句：無中生有創造很困難，有樣學樣比較簡單。人們不知道怎麼做，大自然／老天爺／造物者說不定早就幫你弄好了，解答就藏在生物圈裡複雜未知的生物多樣性之中。漫長的生物演化過程中，在各式各樣不同的棲所環境裡，說不定就有某個未知地方的未知細菌，體內正用著某種特殊的酵素系統，執行獨特的生化代謝反應，可供人類取法仿效。

為了探索這些可能，更有鑒於先前人們所研究定序的微生物取樣上有所侷限，Venter決定要去探索大家所忽略未知的疆域。他把自己的私人豪華遊艇改裝成為科學探測船，從北美東北岸附近的海域開始，從海面上取水過濾，把沾附濾紙上的細菌立即急速低溫冷凍，然後空運回到馬里蘭州的實驗室去進行基因體定序。他們採取的定序策略也十分新奇而大膽：正統方法要對生物的基因體定序，是要先分離培養出該種生物，分別抽提DNA，接下來才一種一種去定序；Venter的研究團隊卻不這樣做。他們由濾紙上所有通通混在一起的細菌抽提出DNA後，就這樣直接去定序了。因為既然之前對人類基因體「全基因體散彈槍定序」使用的電腦演算法，可以把來自不同染色體混雜在一起的複雜基因體，依據上下文組合排列好，那麼每種細菌都只有一條相對單純的染色體，許多不同細菌的DNA混在一起，其實就跟同一種生物的很多條染色體混在一起的概念是類似的，電腦程式理論上應該還是可以處理。雖然後來實際情況不是想像中如此單純，但是初步定序的結果還是可接受。他們在這個一般認為生物種類稀少的海水表層過濾中，找到了許許多多的新物種，所預測發現的基因數目更多過當前已定序的所有生物的基因數目的總和。這還僅僅是在大西洋岸。Venter的科學船用兩年的時間航海環球一週，沿路取樣。他們踏著航海探險時代前人的步伐，追隨達爾文等自然博物學家的腳步（想一想電影《怒海爭鋒》(Master And Commander) 中那個對於採集紀錄生物興致勃勃的醫生！）。除了航海，也到特定的陸域環境對沼澤水塘溫泉等取樣。結果他們發現，發現新物種與新基因的數目，就跟他們取樣定序的工作的次數成線性關係。換句話說，只要他們每多收取一些樣品，就會多發現的新物種與基因，完全不必擔憂會重複或做白功。這表示什麼？這表示我們已知的實在是太少太有限了，所以隨手捻來，通通都是前人未知的新東西！

像這樣，把自然界某種生態環境中生物的基因體通通加以定序的研究，衍生出來一個新的學門叫做 "metagenomics"。Venter等人雖不是首創，但卻是同儕中野心勃勃的領先群。只是這樣的工作似乎漫無章法，說穿了就是花錢花時間蠻幹，然後讓電腦硬碟上的資料庫位元數一再增加增加增加....，這樣是好的科學嗎？科學不是應該要提出假設學說，然後去檢測驗證；或者是透過觀察歸納，耙梳出脈絡體系？現在這樣發現的所謂「新基因」，雖然實體是活在自然界中，但是目前在人們手上卻是以ATGC四個字母排列的電腦檔案存在而已，我們所擁有的僅是當初實驗定序後經由電腦預測分析的模型。到底確切的基因功能為何，仍待進一步驗證；而要動手做實驗就必須先把原來的DNA實體弄到手，放在小試管中才行，不能光看著電腦螢幕空幻想。目前專注去收集與累積這麼龐大的資訊，人們要怎麼去使用呢？一個基因一個基因慢慢研究勢不可行，那有什麼經濟可行的方法可以去進行高產能的實驗細究？這樣的投注資源，要回答什麼樣的生物問題？最後，姑且不論科學價值觀的哲學論辯，回到現實實務面－－如果沒有辦法去快速實證，在累積了龐大驚人的資訊量之後，真能幫助研究人員，設計出人造生命嗎？

在某一次訪問中，Venter自己也承認在獲得資訊與有效運用中間，有著龐大的落差。有不少人認為好大喜功的Venter衝得太快，太莽撞了。但是，時局已然不同。在那篇專訪的最後，原作者 James Shreeve 這樣寫：

"But we can't go backward. And nothing can be discovered by standing still."

人們不能走回頭路了。光站著不動，是絕對不可能發現新事物，成就大事業的。

邁向人造生命（一）：又見Venter

2008-02-04T09:12:00.000+08:00

上星期在期刊《科學》(Science) 的網站上隨便瀏覽剛發表的論文時，注意到來自美國馬里蘭州J. Craig Venter Institute的研究人員發表了一篇文章。沒想到隔天台灣的新聞媒體就刊出相關的新聞，說「合成再造細菌DNA／人造生命邁大步」（自由時報），或是更聳動的「成功合成DNA／人可望取代上帝」（中國時報）。其實這篇文章本質上並非知識學理的創新或典範模型的精煉，而是報告某個技術突破的案例──研究人員利用化學合成的方法，成功地組合出一個生物體的整套基因。而名列共同作者之一，就是該機構的創辦人，J. Craig Venter。

Venter是個極具爭議性的人物。多年前我曾經聽過他的演講（註），他講話帶有熱情與感染力，難怪當年可以說服那麼多投資人出錢成立Celera公司，以民間私人企業的身分與多國政府跨國學術團隊對抗。他利用獨創的「全基因體散彈槍定序法」(whole genome shotgun sequencing method)就要後來居上，逼迫跨國團隊快馬加鞭，最後兩方言和，同時分別發表成果，完成人類基因體定序。到了今天，其他生物的基因體定序也都是採用這個當初被人批評為不可行、一定失敗的「散彈槍法」。不過Venter當家叱吒風雲的Celera公司，卻並沒因為握有人類基因體的龐大資訊而賺錢，反而虧損連連，Venter被逼退轟下台。這下子Venter得罪兩方人馬了──學界人士厭惡他，因為他不但用很短的時間與相對上少量的金錢，就趕上跨國團隊的進度，還竟然企圖把基因體資訊這種應當讓科學社群共享的成果，變成有商業利益的機密；而出錢投資的股東更痛恨他，因為基因體定序花錢如流水，完成後公司不但沒賺錢還賠光光，只成就了Venter在科學史上留名。

人類基因體定序的成功讓Venter的聲名攀上高峰，但是也讓他雙面不討喜，裡外不是人。Venter沒得選邊，乾脆自謀出路。早先Celera股價還在高點時，分紅配股已經讓他擁有鉅款成為大富翁。他就捐出大筆金錢，創辦了非營利的基金會與研究所，從事基因體相關的技術、應用與法規問題的研究。他又去募集其他資金，最後創設了J. Craig Venter Institute (JCVI)，把幾年來成立的組織通通整合起來，自己帶頭當家。JCVI既有雄厚的基金當後盾，做研究就不必全倚賴聯邦政府的補助、不受傳統學界經費審查的掣肘；又是非營利的科學研究機構，也不必妥協於商業利潤與獲利的考量。所以他可以擺脫保守學界與商業功利的牽絆，勇往直前，執行野心勃勃的研究了。

設計與產製人造微生物，正是當前Venter野心勃勃追求的目標。Venter認為基因改造過的微生物，可以是面對未來人類能源與污染問題的因應方法。他想利用基因體定序所學到的資訊來畫藍圖，設計出可以達成特定任務的微生物，比方說：可以把某種有毒廢棄物轉化成無害物質，或是可以利用代謝硫氫化合物產生化學能的細菌，讓這些生物成為微型生化機器人或是迷你小工廠，為人類服務。

坦白說，當我首次讀到Venter的專訪，宣佈人造微生物的點子時，我實在懷疑這樣的雄心壯志的可行性有多高。面對複雜生命現象的全貌，當今看似豐富的知識與先進的研究，到底能夠描繪出幾分真實機理呢？念生物學念了這麼多年，我是心知肚明而心虛的。而對於人類想任意去創造新生物的想法，更有心理上情感上的不安。《侏儸紀公園》的劇情與「生命會找到出路」的印象早已深植人心，人一定不勝天，面對自然與生命應該要謙卑一點。不過Venter似乎沒有這些懷疑與憂慮，他設定了目標與方向，挹注資源，大步大步走下去，向前行。

狂人跟偉人的差別，也許只有一線之隔而已。這個世界上絕對不能有太多Venter這種人，不過也不能沒有這種人。

註：關於當年Venter演講的內容經過以及其他感想，請參閱「解讀人類基因組的人」系列：
之一，基因圖譜怎麼破解？
之二，他在做什麼，我又在做什麼？
之三，成者為王，敗者為寇？

PCR之二：PCR之歌

2008-01-17T11:08:00.000+08:00

曾經有段日子，每當想要擴增DNA的時候
人們就必須養一大堆一大堆的小小細胞
然後出了個叫Kary Mullis博士的傢伙
他說其實在生物體外的試管中就可以做啦
只要把DNA模板跟緩衝液與引子混合起來
再加上核甘酸跟聚合酵素
變性、黏合、延長──
加熱降溫再加熱就能搞定的事還真是神奇！
當你需要偵測突變，跑個PCR吧!
當你想要重組DNA，跑個PCR吧!
當你想知道到底誰才是親生的阿爸，跑個PCR吧!
當你想要破解罪案的時候，跑個PCR吧!

Euphtw 寫了篇文章介紹了這首《PCR之歌》(The PCR Song)。雖然其實這是一家儀器試藥廠商天才絕倫的行銷手法，但是正如 Euphtw 所說的，所有動手做過分子生物技術實驗的人，聽了看了，一定都會忍不住笑出來。

不多寫了，聽歌吧，也向所有的同儕們致敬！

歌詞原文：

There was a time when to amplify DNA,
You had to grow tons and tons of tiny cells.

Then along came a guy named Dr. Kary Mullis,
Said you can amplify in vitro just as well.

Just mix your template with a buffer and some primers,
Nucleotides and polymerases, too.

Denaturing, annealing, and extending.
Well it's amazing what heating and cooling and heating will do.

PCR, when you need to detect mutations.
PCR, when you need to recombine.
PCR, when you need to find out who the daddy is.
PCR, when you need to solve a crime.

PCR之一：不簡單的簡單

2008-01-17T10:47:00.000+08:00

有一個分子生物實驗的操作步驟與程序比煮菜還要簡單：

1 ul DNA 　　　　　　　
1 ul 10 uM 寡核甘酸#1　
1 ul 10 uM 寡核甘酸#2
5 ul 10倍濃度緩衝溶液
4 ul 25 mM 氯化鎂水溶液
1 ul 10 mM 去氧核甘三磷酸混合物
36.5 ul 水
0.5 ul 酵素

把上面這些東西在小管子裡混合均勻，放到一個可以設定時間與溫度的機器裡進行反應。比方說：設定在攝氏94度加熱維持三十秒，然後立即把溫度調降到50度持續三十秒，接著再把溫度略為升高到72度保持一分鐘；再重複這在94度加熱、降溫至50度、升溫至72度等同樣的三個步驟二十五至三十次，整個實驗反應就完成了。簡單吧，只要會加東西會按按鈕，連小學生都會做。

這個操作程序雖然看來貌不驚人，但發明這套系統的科學家就因此而拿到諾貝爾化學獎（註），大概沒有哪一個現代分子生物學實驗室會不用到這套實驗系統。沒有了它，法醫要從一小塊骨骸來鑑識被害者身分或是由少許體液來使嫌犯定罪，就幾乎是不可能的任務；沒有了它，多疑的先生就別寄望偷偷地拿兒子與老婆的頭髮去做DNA親子鑑定分析會有結果﹔沒有了它，要想少量的血液樣品中快速地篩檢出AIDS或病毒性肝炎等疾病的精確度就大大減低。甚至可以大膽地說，《侏儸紀公園》中恐龍重生的科學幻想如果終有一日真能實現，也一定要靠這個實驗程序不可。這個操作方法就是聚合脢連鎖反應(polymerase chain reaction)，簡稱為PCR。

PCR其實說穿了就是一種可以專一地擴增某一段DNA的方法。DNA的構造像麻花一樣，有兩股互補的長鍊交纏在一起。要複製DNA，首先必須把兩股分開來，所以先用高溫加熱，破壞使兩股相互連接的微弱作用鍵結。打開DNA的兩股之後立即降溫，是要使寡核甘酸黏上去。寡核甘酸其實就是短短的單股DNA，我們能夠設計成特定的密碼序列，所以可以有選擇性、很專一地黏到互補相對應的DNA區域上。這寡核甘酸的小小單股DNA片段黏上去之後就提供了一個讓DNA 的聚合酵素可以作用的位點，成為被複製DNA的前驅引子，所以最後一步驟把溫度提高到一個利於聚合酵素能夠高效率工作的溫度，聚合酵素就以DNA為模版，以去氧核甘三磷酸(dNTP)混合物當原料，把短短的寡核甘酸DNA聚合延伸，補回雙股，形成我們所要的DNA產物。然後同樣的步驟週期重複一次，兩股 DNA再度打開、黏附引子到特定的區域上、聚合延伸，產物就增加為原來的兩倍；重複了三十次，產物就拷貝拷貝再拷貝...，大量複製成原來的二的三十次方倍，換算一下大約是原來的1000000000倍。正因為可以藉由PCR程序的大量擴增，所以只要有一小根附有毛囊的毛髮或是琥珀中被固結昆蟲的微量 DNA，就有機會在最終拿到足量的材料，來進行分析與研究。

把兩股DNA打開、黏附引子、聚合延伸的PCR三部曲不是科學家的獨創，實際上是抄襲活體細胞複製自身DNA的作用機轉。不過你我體內的細胞要把雙股 DNA解開，是藉由許多蛋白質的交互作用與酵素水解高能分子所提供的化學能；此外，一般細胞的DNA在每一個細胞週期只複製一次，所以DNA只會變成兩倍，不會以等比級數的方式大量擴增。為了要簡化成適用在小離心管中操作，我們不可能模擬出細胞內那般複雜又有效率的蛋白質酵素系統，所以用了高溫加熱的替代方法打開雙股DNA；而且因為想大量擴增材料，所以要重複同樣的步驟週期好幾十次。但是問題來了－－DNA的聚合酵素是一種蛋白質，就像把生雞蛋煎成荷包蛋，一般的蛋白質在高溫加熱後就變性失去活性了，怎麼能把聚合酵素加熱高溫，而且還要重複同樣的步驟好幾十次？PCR的應用關鍵就在於使用了一種特殊的 Taq聚合酵素。Taq酵素是一種生長在溫泉裡的細菌 Thermus aquaticus 體內用來複製DNA的聚合酵素，這種細菌活在燒滾滾的燙人溫泉熱液中，早已演化出耐高溫的性質，體內的酵素也跟一般生物有所不同，可以抗拒高溫引發的結構破壞。這正好符合PCR的需要。

所以說，PCR的原理是模仿自然界DNA複製的機制而來的，大家早就知道了，原則很簡單；PCR的機器就是個能夠定時定溫的小玩意兒，相對於其他繁雜精密的笨重傢伙，設計也是很簡單；而基本PCR程序的實作步驟只是加加樣品試藥跟按按機器面板的按鍵而已，五分鐘就搞定，更是簡單得不能再簡單了。但是當初能有那個點子把一連串的簡單通通連起來放在一起，其實還真是不簡單。更何況這麼簡單的實驗也不見得每次都做得出來，其中的技巧與學問還是挺大的。偉大與平庸、單純與複雜、成事與錯失，分隔或在一線之間，但是距離卻是天高地遠。

（註）Kary Mullis，是一九九三年諾貝爾化學獎得主，靠著PCR的專利權名利雙收。今天我們在實驗室裡進行PCR其實都是要經過授權的才合法的。他是一個爭議性極大的人物，不是一般人印象中傳統典型的學者。有興趣多認識他，可以閱讀他的自傳《迷幻藥，外星人，還有一個化學家》(大塊文化)。

（完成於 2002年12月9日，張貼在個人新聞台。圖片取自Wikipedia，請參見http://en.wikipedia.org/wiki/Image:PCR.svg）

「工具組主控基因」？

2007-06-24T09:31:00.000+08:00

有沒有哪位熟悉發育生物學的朋友，知道所謂「工具組主控基因」是什麼意思嗎？

去年年底回台灣，到書店買了一本科普書《蝴蝶、斑馬與胚胎》(Endless Forms Most Beautiful: The New Science of Evo Devo，商周出版)。這本書是在介紹演化發生學(Evo-Devo)，一個揉合了演化生物學(evolutionary biology)與發育生物學(developmental biology) 的新興領域。所謂的「工具組主控基因」，就是在中文譯本中看到的。譯文是這樣的：

所有複雜的動物…都享有一套共有的「工具組主控基因」(tool kit master gene)，決定牠們身體與身體各部位的形成與樣式。

這個名詞首次出現的時候是用黑體標出，還附上引號，加註原文，看起來是一個專有名詞（見此書初版，第27頁）。

或許是自己在讀中文科普書籍的時候通常比較挑剔謹慎。我看到這個名詞時，試圖從中文字面上了解這是什麼意思──是說來控制工具組的基因嗎？這是什麼意思呢？再看所註的原文 tool kit master gene── 我知道何謂master gene：如果我們把生物個體發育程式的調控，看作是一層一層一階一階具有階級秩序的基因活動，就像是軍隊裡面發號施令的指揮體系一樣，在某個發育程式裡的所謂master gene，就像是一個軍旅部隊的主官首長。旅長下達命令給營長，營長奉令去指揮連長，連長賦予任務給排長，排長再指揮所屬的班長，讓班長帶領班兵去遂行任務。master gene就是位居最上層的主控基因，控制下游其他基因的活動。可是前面冠個tool kit 又是怎麼一回事呢？讀了讀上下文，大概可以了解作者想表達的意思是什麼。但是為什麼從未在課堂演講或期刊中聽過這個 ”tool kit master gene” 的說法？

為了弄清楚到底怎麼一回事，我到Amazon.com網站，找到這本書的英文原版。Amazon.com對許多書籍提供了內文搜索（”Search Inside!”）的功能，可以去看看內頁的內容，就好像我們去實體書店可以拿起書來翻一翻，試讀幾頁。我找到了這一段，原文是這樣：

(A)ll complex animals… share a common “tool kit” of “master” genes that govern the formation and patterning of their bodies and body parts.

謎底揭曉！原來根本沒有 “tool kit master gene” 這個詞。在原文中，tool kit 與 master 兩個字是分開來的，而且還分別各自加了 “ ” 引號。根據英文的語意判斷，這是個比喻說明的用法。原作者想要表達的意思是：各種動物都共同享有一套基因，這一套基因具有發號施令的主控地位，裡面各個成員有的控制頭部的發育，有的決定附肢的形成，有的決定了身體的條紋或斑點圖案…，用以負責控制不同身體部位的發育形成與樣式。原作者提到工具組，是要來表達這些基因就像工具箱裡面各式各樣的工具，有的用來鋸東西，有的拿來鑽孔，有的是把東西釘組起來…。換句話說，原文應該這樣翻譯：各種動物都共同享有如同整套工具組一般的某些主控基因，用以決定身體與其各部位的形成與樣式。

我不了解為何譯者要擅自把原文兩個分開的引號拿掉，去掉中間的of，然後合併，自創一個新名詞，還把它當作專有名詞來處理。後來在整本書中，譯者就一再反覆提到某某基因是個「工具組主控基因」。而且書前師大生科系黃生教授的推薦專文裡面，也似乎不假思索很自然地接受這個「專有名詞」，寫出「我們現在知道有一個工具組主控基因(tool-kit master gene)，啟動寬窄不一，此起彼落的調控機制...」這樣的敘述。問題是仔細想想，到底這個詞彙有意義嗎？

發現了一個誤譯之後，讓我更加挑剔，又看到了其他有問題的地方：

第59頁裡把一種叫做cyclopamine的東西叫做「環巴明」，是導致一種獨眼畸胎的毒素。這個譯名有問題。譯者想採用意譯，把cyclo翻譯為「環」；而字尾pamine如果翻譯成「巴明」，顯然就是採音譯，但是「巴明」是什麼呢？其實這是翻譯英文時，拆字首字根拆錯了。書中原文前面已經提到，這種毒素產生的畸胎看起來很類似西洋傳說中的獨眼巨人Cyclops，而這種毒素引起的疾病的俗稱就是cyclopia。因為這種毒素是屬於胺類(amine)的生物鹼有機物，所以這個毒素的命名顯然是把兩個字合起來，cyclop（獨眼獸）加上 amine（胺），而不是cyclo（環）加上毫無意義的pamine。因此如果要全部採意譯，就應該是「獨眼胺」；如果要音譯意譯混用，應該是把字首cyclop音譯，字根的amine意譯（賽克勒普胺？），這樣中譯名才比較有意義。

第66頁，提到了一個「突變怪物」，但是英文卻是”hopeful monster”，”hopeful” 這個字就沒有譯出來。根據前後文，所謂的hopeful monster是說有人認為某些同源 (homeotic) 變異形成的古怪突變種，可望演化出新的物種來，所以前面冠上了「具有希望的」這樣的形容詞，來指稱這些古怪的突變異形。如果光翻譯為「突變怪物」，似乎就沒有貼切譯出原意。

第67頁，提到傳說中有多隻手指腳趾的名人，包括「美國總統邱吉爾」──邱吉爾是美國總統嗎？查看原文，原文只說是Winston Churchill，並沒說是美國總統。不過我想，說不定真有一個美國總統跟二次大戰時著名的英國首相同名同姓，又上網去白宮網站查了一下，確定沒有這樣的人。所以這是中文翻譯時自行加註，卻不小心張冠李戴了。

第88頁，提到一個基因叫做「無背端」Distal-less (Dll)，這個基因的命名是因為「這個基因突變後，果蠅肢體的背端（外部）會消失」。「無背端」又是個明顯的錯譯，把distal（遠端）與dorsal（背端）兩個字搞混了。其實如果懂得這些體軸概念，就算不認識這兩個字，也不該譯錯。所謂的遠端是跟近端(proximal)相對應，對於附肢來說，遠離身體的那一端叫做遠端，靠近身體的一段稱作近端。比方說，人的小腿是在遠端，而大腿就在近端。而「背端」與「腹端」(ventral)則是不同的另一個體軸概念，人的乳頭肚臍長在軀幹腹面的一端，而屁股臀部就在背端那一面。四肢也可以分出背端腹端，我們的手掌心就在腹端，手背則在背端。所以Dll突變時，讓果蠅附肢最外面的那一截消失了，怎麼會是無背端呢？應該是缺了遠端，這個句子才合邏輯。所以這個Dll基因應該是「無遠端」才對。

看到這裡，整本書只看了前面三分之一。本來因為想偷懶，所以買中譯本來看，結果沒想到比看英文原書還累。還該不該繼續看下去呢？

養綠藻

2007-04-25T19:44:00.000+08:00

從事細胞生物學或是任何學科的研究，總會有個主題；要針對這個主題來探討，不會是憑空想像，當然要有個東西當材料來著手。所以不管是想探究細胞怎麼分裂的，想知道基因如何活動表現的，或是想看看蛋白質是怎麼合成或分解的，都要找一種生物當作研究的對象。根據演化的理論，基本而重要的生物現象，會在演化的過程中被保留下來而廣泛存在各種生物之中，所以利用某種生物所研究出來的細胞運作原理或是調控機制，時常可以適用與類推到其他生物體系，這樣我們就稱當初拿來當作研究對象的生物，是一種當作範例的模式生物(model organism)。

讀博士班的時候，我們實驗室是以四膜蟲(Tetrahymena thermophila)當作研究的模式生物。四膜蟲是一種纖毛蟲，平時生長在液態的營養液中，短期儲存則養在滅過菌的黃豆湯裡，要長期儲存品系，則可以用液態氮超低溫冷凍起來。現在換了一個實驗室，在開始學著養單細胞、有兩根鞭毛的綠藻──衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)。

現在一般實驗用的四膜蟲最先是在水塘裡採集到，帶回實驗室培養成實驗用的標準品系。據說當今我們使用的雙鞭毛單細胞綠藻，最初則是從土壤中分離出來的（註）。綠藻就用兩根長長的鞭毛的擺動，滑過潮濕的土壤而移動。以前養纖毛蟲，關鍵是要配好含有多種營養成分的液態培養液：要有酵素降解過的蛋白質混合物，要有酵母萃取物，要有葡萄糖，要有鐵離子…，然後把細胞放在攝氏30度恆溫的環境中，搖晃培養。養綠藻，一樣也要調配液態培養液，不過配方卻簡單多了。最常見的TAP緩衝液只有三種成分：維持酸鹼值在某個一定範圍內的Tris緩衝液，提供離子的醋酸鈉以及磷酸鹽。不必添加什麼這個混合物那個萃取物的。原來纖毛蟲是必須靠攝食吃東西維生的異營生物，以前還被人家以為是動物，所以要在實驗室裡養四膜蟲，就必須準備營養豐富的培養基來餵食。但是鞭毛藻就不一樣了。衣藻雖有鞭毛會運動，但是它有細胞壁有葉綠體，是能行光合作用自己合成養分的自營生物，就跟植物一樣。所以只要補充一點離子就可以養了，不過重點是要有光照！我們就有個小房間，裡面裝滿了燈管，把一瓶一瓶一缸一缸的衣藻培養液放在裡面，在接管通上空氣，綠鞭毛藻們就高高興興地光合作用，生長分裂。我們剛開始養的時候，每次不會接種太多數目的細胞到培養液裡，所以溶液看來是透明稍帶一點點淡淡的綠色。每隔一天，整瓶培養液就更綠一點，更綠一點，更綠一點…，到後來細胞濃度高數目多，會是濃濃翠綠色。或許是這樣深淺濃淡不一的綠色調很上鏡頭，每次有校內報紙要跟我的老闆談談研究發現，要照相了，他一定跑到培養室，站在這些綠色小生物間留影。

運送與保存衣藻也比四膜蟲方便容易多了。像四膜蟲這樣的纖毛蟲必須生活在水中，所以一定要用試管錐形瓶或小瓶子來存著養著。綠鞭毛藻既然最初在野外是長在土壤中，表示只要有足夠的水分就可以了，不必一定養在液體中。所以有人就試著把綠鞭毛藻種在固態的洋菜培養基上，雖然長得慢一點而且不易長鞭毛，但是其他的複製生長沒什麼大問題。如此一來，養綠藻就跟養大腸菌養酵母菌一樣簡單方便，可以用牙籤或白金絲挑一個「菌落」(colony，或許應該叫做「藻落」才對)，在固態培養基上塗抹劃開，選殖單一個體就比以前操作四膜蟲時用嘴叼著毛細管去吸來吸去容易多了。而短期儲存鞭毛綠藻的品系，也不必太麻煩。實驗室有個角落，小架子裡面一根根試管與小盆子上一個個培養皿，就是各式各樣衣藻的突變品系的收藏區，一個小小的寶庫。要如何從這個小寶庫中挖出寶來，就得靠自己的智慧，努力以及好運氣了！

(註:土壤中真的有綠藻，請看阿簡老師這篇「土地上的綠東西」。

我說引用，他說抄襲

2007-01-10T07:29:00.000+08:00

著作發表，是從事研究工作不可或缺的一環。或許因為中興生化所發表在《細胞》期刊上的文章涉嫌造假的新聞仍舊餘波盪漾，台灣的媒體會關注一下學術論文發表過程中某些爭議行為的動態。像一月六日的《自由時報》就刊載一篇新聞表示接獲消息，臺大醫院副院長楊泮池的研究群投稿醫學期刊Cancer的文章，由於涉嫌抄襲，被該期刊發覺而遭退稿。

報導中指出，那篇投稿文章的領銜作者是個醫生，「因英文寫作能力欠佳，有小部分的引言與方法，未經改寫直接抄錄自一篇國外論文的片段」，不過既然作者已註明了參考文獻的來源，而且實驗結果的數據內容也是原創而沒抄襲造假，台大方面認為「雖有瑕疵但問題不嚴重」，只是「不當抄錄」，已經做出適當的懲處。據稱期刊方面也表示諒解，願意讓作者在修改文稿後重新投稿。

若事實真如報導所描述，這個案例確實不像是惡意剽竊，並非意圖隱瞞他人的創作成果，但卻像無知的人犯法不自覺，以為可以便宜行事所造成的不當引用。

這使我想起一件往事，發生在我剛到美國念博士班的第一年。

當年我們有一門分子細胞生物學的課，期末規定要用撰寫NIH研究計畫的格式，寫一份mini proposal。報告在期末考前交出去，老師在放耶誕新年長假之前特別請助教召回所有修課同學，要說明一件很嚴肅的事情。老師當面把報告發還，並附上一份文件，原來她發覺同學們剽竊(plagiarism)的情況十分嚴重，不過絕大多數都是犯了同樣模式的錯誤。她相信這是學生們的訓練不足造成，而非明知故犯的惡意，所以並未回報給校方。她特地寫了一篇說明，影印了幾頁準則，詳細地告誡我們到底怎麼做才行，那些做法是不允許的。

看了老師寫的說明，我嚇了一跳，原來標準是如此地嚴格。過去在台灣求學時，當然大家從小就知道不可以抄襲，知道剽竊是不可容忍的行為，但是從學術寫作的觀點，怎樣做算是抄襲呢？這位老師告訴我們：引用文獻時若不經自己的意思咀嚼改寫而原樣襲用，即使只是連續幾個字的單詞，只要沒加上引號、沒明確表示這些話是他人所寫出來的原文，不管有沒有註明文獻出處，就會被算是抄襲。而所謂的改寫，也不是沿用整個句子時替換一兩個同義字，或是加上轉換語氣的連接詞就可以了，必須真的用自己的話重寫一次。

當年那位老師既然說我們同學中犯錯的情況嚴重，可見不只台籍或其他外籍國際學生會犯這樣的錯，佔修課學生比例一半左右的美國學生也有同樣的情況，或許不宜擅自推論說是哪種背景的人比較會抄襲。而坦白說，我們平時閱讀學術期刊上發表的論文時，尤其在引言開頭的部分，有時候似乎也會看到某些文字語句，讀來十分熟悉，似曾相識，好像是因為作者「引用」了某篇綜論文章，就把原文摘錄過來。所以雖有編輯與審稿人的把守關卡，篩檢難免有漏失，有些人被挑出來，有些就僥倖過了關。

到底有多少人能奉行高標準是一回事，不過該不該要求自己秉持一定的學術倫理與自我要求，又是另外一回事。雖然人心難測，再多的標準規範也無法約束因為種種緣由要故意犯錯的人，但無論如何，都必須要讓年輕學生明白紅線在什麼地方，不可渝越。訓練養成的過程中，當老師的應該要教導年輕學子應注意的事情，但是我回想自己求學的經過，大多數老師們都似乎認為學生自動會知道怎樣做，把這樣的細節忽略了。（難道也許老師們自己根本也不知道怎麼做，大家一起打迷糊仗？）

讀到了那則新聞，我真慶幸當年去修了那門細胞生物學，遇上了那位認真的老師。

找碴與真假

2006-12-24T04:13:00.000+08:00

兩週前我跟實驗室的同仁去加州開會。第三天晚上，身兼實驗室總管的資深博士後研究員Dennis很尷尬地說，怎麼辦，明天要跟N見面。我不知道到底兩人有什麼過節，為何他會這麼煩惱呢？

原來N之前在P的實驗室進行博士後研究的時候，N與P聯名寫了一篇論文投稿到某知名期刊，期刊編輯把稿件送來給我們老闆審查，老闆就請Dennis幫忙看看有無意見。Dennis做事一向重視細節，謹慎又挑剔，剛好對於其中某個實驗流程與試劑很熟悉。N在稿子裡說她萃取了某些蛋白複合體，利用蔗糖濃度梯度離心後把分子量大小不同的蛋白複合體分開，最後用兩種識別不同蛋白質的抗體來檢測。結果Dennis仔細看了看圖，卻發覺怎麼兩個不同抗體所染出來的色帶形狀強弱完全一模一樣，連跑膠體電泳時或多或少會跑歪的角度，轉漬不小心帶入的氣泡，以及背景淡淡髒污的型式都相同。他還利用Photoshop去把一個圖複製下來，然後疊到另一個圖上去比對，兩者完全吻合。

Dennis把他的發現告訴老闆。由於N當時的實驗室主持人P是我們老闆過去的學生，N也算是徒孫自己人，所以老闆並沒有直接向期刊編輯揭發，反而打電話去質問N與P到底是怎麼一回事。Dennis倒不認為N是利用軟體複製貼上去魚目混珠偽造數據，倒是懷疑她的操作有疏失。N堅稱自己是清白的，實驗結果是真實正確的，P也說相信N，更何況那個實驗結果只是個重複驗證前人研究的對照組，無關他們研究主題所提出的結論。Dennis跟老闆都不滿意，後來雖然沒跟編輯提及此事，不過影響所及，審查意見裡寫了不少負面評價，導致那篇文稿遭退稿，至今還未能發表。N後來找到教職離開了P，現在已經自己當家有自己的實驗室了，這次也要來開會。她說她帶了資料前來，要來證明自己沒造假也沒搞錯。或許N不敢得罪老闆師公，只好要求向Dennis當面解釋，希望能給她一個公道。

開會回來，幾天後看期刊《科學》(Science)的專欄時，得知了一個類似的案例消息，而當事人就是台灣的研究團隊。兩個月前，國立中興大學生化所張邦彥老師與他的學生在期刊《細胞》(Cell)上發表了一篇關於大腸菌基因轉錄調控的研究，這不但是第一篇完全由台灣本地的研究團隊所獨自完成的研究報告發表在這個最頂尖的期刊上，研究的結論甚至可望改寫教科書上對於如何使細菌基因開啟表現的敘述。不幸的是不久就有中國學生在大陸網站上質疑這篇文章研究的真假，因為論文的附圖二與附圖七，都有修改過的痕跡，有好幾個轉漬顯影的色帶看起來簡直是一模一樣，連氣泡污痕都相同。中興大學召集校內外人士開會調查，要求張邦彥老師向《細胞》主動提出撤回該論文，張老師同意了。他們也承認有疏失，表示原始資料已經不存在，但強調實驗結論是真的，可多次重現，也可以接受驗證。最後電子佈告欄上還有原作者自己坦承運用了Photoshop影像處理軟體對圖片做了「過度的美化動作」，純屬他個人行為，與老師或其他同仁無關。

我不知道所謂「過度地美化」到底是什麼意思，也忍不住要揣測他到底是用Photoshop做了那些動作。但不管是善意地潤飾，還是惡意地竄改，只要是改變了圖片所呈現的資訊內容，都是違反學術倫理，都是不可以的舉措。更何況竟沒有原始資料存檔留下來！

前幾年，基於影像處理軟體普遍用在處理生物醫學論文的文稿圖片之後，知名的《細胞生物學期刊》(The Journal of Cell Biology)的編輯們就為到底怎麼做才可以，定下了一定的準則。他們還自己跑膠片做範例來說明怎樣的行為是不允許的。其實，不必這麼費心，只要基於誠實與常識，也應該知道什麼是能做的，什麼不可以。目前中興大學的這則事件還未完全塵埃落定，我們旁人不宜亂下定論。不過可以確定的是已帶來遺憾與傷害，讓人警惕。

回到Dennis與N的故事。後來Dennis跟N的見面對談到底怎樣了，到底那個圖有沒有問題，我沒有再追問。但卻也不禁感嘆N的運氣好。如果當時Dennis沒有挑剔找出這個問題，而是在這篇N的論文發表刊出來之後才被人公開質疑有問題，恐怕N剛到手的教職就不保了。另一方面，若非N、P、Dennis及我們老闆彼此都認識，老闆一定會直接跟期刊編輯告知可疑之處，事情一講開，如果N與P的書面資料存檔有遺漏，欲辯無言，對N與P的傷害更大。在以歐美為主流的學術圈裡，相對上台灣的研究者就比較生疏與隔離，不像美國人同領域的人或多或少有師承關係或私誼，或許要更謹慎吧。尤其是有大突破大發現時，當老師身為指導教授的應該要盯得緊一點，不僅要細看學生整理好的數據，還要求查看原始資料。寧願事前做好控管，挑剔找碴，確定結果的真偽，也不要事後懊惱後悔。

多麼真實的寫真？

2006-12-20T07:55:00.000+08:00

來問一個假設性的問題：如果要拍一張人像攝影當作相親照刊登在交友網站上，但是不巧發生一些突發狀況，比方說拍照的前幾天沒睡好，鼻頭突然長了一個大痘痘，這時候該怎麼辦呢？是應該（甲）改天等到精神好氣色佳一切狀態完美時再拍一張，還是（乙）設法修飾遮掩，把鼻頭上這個不能代表自己平時面貌的缺陷改掉？

《細胞生物學期刊》(The Journal of Cell Biology)的編輯就撰寫了一篇專文探討類似的問題。當然，這篇文章不是寫相親徵友的照片要怎麼拍才對，而是在討論科學論文中附圖照片修改的遵行要點。

一般人發覺相片照醜了，不能呈現平日真實的自己時，到底要重拍還是設法修改，或許取決於兩者哪一個比較簡便、所花的工夫比較少。如果為了把鼻頭的一顆面皰修掉，必須耗費鉅資聘請暗房高手專家，大概人們寧願重拍一張。但如果是把照片數位化，敲敲鍵盤動動滑鼠，輕輕鬆鬆花個幾分鐘就可以成功地美白除痘，哪有傻瓜會不這麼做呢？同樣地，如果費盡千辛萬苦收集材料做個實驗，但是跑膠體電泳的時候樣品順序跑反了，或是底片顯影曝光時不小心染上了污漬，要怎麼辦呢？是要再花錢花工夫重做一次，還是想辦法求助於影像軟體，看能不能彌補錯誤、修飾缺陷？在過去，重做實驗是唯一的解決之道，但是現在大家幾乎都是用電腦處理實驗紀錄的照片，各樣功能強大的影像處理軟體變成實驗室裡不可少的必備工具，很多時候我們真是難以抵擋這種彈指之間就能解決的快捷便利誘惑。利用軟體把圖片的缺失加以校正不是不可以，問題是程度與界線在哪裡。換句話說，怎樣的操作叫做矯正失誤？怎樣的操作卻是做假失真？

發表科學論文必須要誠實嚴謹與正確，而當今分子生物與生化實驗的結果又常常只是膠體電泳或轉漬檢測的幾個顯影幾條色帶，多一條少一條，顏色相對上深一點淺一點就影響判讀結果，偏偏這些都可以用Photoshop輕易地修飾。細胞生物學期刊的編輯了解到問題的重要性，卻發覺各同儕期刊都尚未把規範明確講清楚，所以挺身而出訂定規則，並且自己做了很多範例實驗來講解。他們說：

──整個圖的全面調整是可以接受的，但是不可以只修改一小部分。比方說，照相時曝光不足或過度了，利用軟體用線性方式把整體的明暗對比調整得清楚一點是可行的，但是絕對不能因為自己覺得哪一個區域不對勁，就只選取那個區域而片面調整局部，這會被視為是造假。此外，如果用到非線性的處理方式，就應該要註明清楚。

──不可以移花接木，把跑這塊膠體使用的對照組剪貼到另一片膠體的圖中；不可以自行增添「應該存在」但是沒能看到的東西到圖片上。同樣地，也不可以瞞天過海，把自認多餘的「不應該存在」的訊息抹去。還有，調整背景的對比亮度時不應該使得背景完全消失看不見，因為許多資訊細節可能就此被濾除。

──如果要把好幾個小圖拼成一個大圖，不論是電泳膠體的圖片或轉漬檢測的色帶顯影，或是顯微鏡觀察的照片，小圖與小圖之間要留下白邊作區隔，讓人家可以知道這些原本不是在一起的。不可以讓人家以為所呈現的東西當初是在同一塊膠體上所跑出來的，或是當初是同一個顯微鏡視野下所看到的。

──如果顯微照片上想顯示的某個東西不清楚，不可以自行描繪，即使是確有其事。可以在旁加上箭頭或標記，或是利用人工著色的方式來突顯。讓讀者可以了解你要強調的重點是什麼，但能自行判斷到底真確與否。

這個原則是容易理解的。想一想，如果照人像時覺得因為衣服顏色太淺背景太亮而讓自己看起來皮膚顏色太深肉太黑，所以就在Photoshop中用套索工具只把臉圈選起來，然後調一調亮度來數位美白，這種黑珍珠變成白牡丹的修正不真有作弊之嫌嗎？同樣地，覺得自己的鼻子明明就很挺，雙眼皮本來應該很明顯，但是照片不好、角度不對、看不出來，所以自己加上一點陰影、描出雙眼皮，這樣對嗎？

這兩位編輯最後提出一個簡單的判準。他們說：在電腦處理時代來臨之前，如果得到的某種實驗圖片的品質是必須重做實驗來改進的，或許在今天也應該仍是重做一次，不該只想用影像軟體來加工修正。其實到底要怎麼做才對，人們不是不知道，只是心中把關的這把尺實在是難以拿捏。撇開有意存心造假捏造的惡劣行徑不說，這兩位編輯希望的就是做研究的人要能抵擋取巧走捷徑的誘惑，以免不自覺走偏了。但是我覺得最重要的、也是最困難的是要認清楚：到底哪樣的圖片結果顯示的是「真實」的情況，而哪樣又是自己所「認為」的「真實」的情況？如果得到的與認定的兩者不一致時，到底是一時的失誤迷途，只是操作不適當的閃失可以用方法補救，還是願意去試探可能其中另有蹊蹺，目標或許非自己所想而會通往別處？如果覺得只是一時失誤，去修改只是回復原本應然的面貌，這麼一來修改調整就不是竄改事實，不會受良心道德譴責，而且用電腦改一改省時省事，很難不會這麼做。偏偏這樣的主觀判斷，正是號稱客觀準確的科學中無法抽離的人性成分，再多的準則綱領也沒用。如果這麼說太籠統抽象了，下次去拍大頭照時，體會一下當自己拿到照片的那一瞬間，心中覺得到底照得好不好、美不美、像不像的那種心情，或許知道是怎樣的感受了──如果自認為長得像林志玲，照出來卻看來像許純美，要不要修改一下呢？

附註：
這篇《細胞生物學期刊》的文章是Rossner, M. and Yamada, K. M. (2004). What's in a picture? The temptation of image manipulation. J. Cell Biol. 116: 11-15.
圖片取自該文。

(原文完成於2004年8月30日)

完成了！

2006-09-07T20:42:00.000+08:00

二零零六年八月二十九日，對於以四膜蟲Tetrahymena thermophila為模式生物的研究者而言，是一個里程碑。在這一天，對四膜蟲大核基因體解讀與分析的報告正式發表在期刊PLoS Biology上 [Eisen et al. (2006). PLoS Biol. 4(9): e286]，也宣告四膜蟲基因體計畫目標的初步達成。

我在讀博士班的這幾年之間，剛好也是生物科學研究邁入所謂的基因體時代(genomic era)。用纖毛蟲當材料的研究人員們也體認到解讀基因體將變成一件基礎而必要的工作。歐洲以法國為首的幾個研究群著手破解草履蟲(Paramecium)，而北美洲的研究者則由加州大學聖塔芭芭拉校區的遺傳學老教授Ed Orias出面主導，來解讀四膜蟲的基因體。

這幾年來，有機會見證四膜蟲基因體定序計畫，曾經陸續寫過幾篇有關四膜蟲基因體定序計畫的進展與經過，如今報告正式發表，終於有個初步圓滿的句點。下面就是這幾年來這一連串經過的連結彙整：

08/2001: 纖毛蟲分子生物學年會之三：基因組計劃
進行基因組定序計劃的正式討論，大家知道再不著手就來不及了。但是說歸說，到底要怎麼做呢？

12/2001: 基因體時代來臨，纖毛蟲躍上擂台？
要經費，首先得在期刊上宣傳打知名度，讓人們知道這件事很重要。

05/2002: 入圍的是...
遊說美國國家衛生研究院，讓四膜蟲基因體定序的重要性獲得肯定。可是口頭的肯定是一回事，還是要有人實際去做才行。

11/2003: 走入基因體時代
當選定TIGR為定序的單位，拿到國家衛生研究院與國家科學基金會(National Sciece Foundation)的聯邦經費支援，出乎意料之外，實際的測序工作竟然一下子就完成了！

9/2006
然後經過三年左右漫長的分析討論，終於完成這篇多達五十幾位聯名作者的論文，正式發表。

附帶一提，解讀四膜蟲大核基因體的論文是發表在PLoS Biology這本「公開取閱」(Open Access)的期刊。”Open access”是近年來有不少學術界人士極力推廣的一種發表著作的型態，期刊主要以電子檔案形式發行而不以傳統紙版付印，所有的讀者都可以免費在網路上閱讀報告全文，自由下載，不需要付昂貴的費用訂購期刊。PLoS 系列更是由一些重量級的學界人士出面組織與背書，目標就是要創辦一本經過同儕審閱，具有權威公正性的學術刊物，以推廣這個公開取閱的概念。

這篇論文的領銜作者，也是領導進行四膜蟲大核基因體計畫的主持人J. Eisen不久前自馬里蘭州的TIGR搬到加州大學戴維斯校區當教授，他還有個自己的部落格，其中也提到這個定序計畫與發表這篇論文的一些感想。有興趣的讀者不妨前去看看。

Eisen的部落格網址是：http://phylogenomics.blogspot.com

Photo is from: Robinson R (2006) Ciliate Genome Sequence Reveals Unique Features of a Model Eukaryote. PLoS Biol 4(9): e304. Orginal image from Rupal Thazhath and Jacek Gaertig at Department of Cellular Biology, University of Georgia.

封面文章

2006-08-26T02:44:00.000+08:00

我博士班的指導教授辦公室外頭牆上佈告欄，貼了許多期刊的封面，主角都是四膜蟲 Tetrahymena thermophila。四膜蟲是我們實驗室所使用的實驗材料，算是草履蟲的遠親，兩者同樣都屬於單細胞纖毛蟲。我們通常都告訴人家說這種纖毛蟲是「我們最愛的模式生物」（”our favorite model organism”），既然是我的最愛，上了期刊封面，在自家門口大肆張揚宣傳一番也不為過了。

要被期刊選作封面要有什麼條件呢？依照常識猜想推斷，大概有兩個考慮的因素：首先，當然封面圖片必須是岀自當期期刊中所刊載的論文，而且應該是具有重要意義的發現，才值得放在封面引人注目。其次，照片應該要有美學視覺藝術的價值，能夠漂亮又吸引人。不過說實話，以上兩點純屬個人私下臆測，雖然自大學以來一直到博士班念了這麼多年，讀了不少期刊文章，也曾經投稿發表，還是不知道到底編輯是怎樣選用圖片當封面的。

老闆門外貼的幾張封面是他當教授三十年來，收集各大實驗室在知名期刊的發表累積所得。攢了三十年，也不過寥寥數張，可以想見四膜蟲這種生物的受歡迎程度有多高（或應該說有多低）。前幾年，當我們實驗室日籍研究員望月(K. Mochizuki)與研究染色質修飾的新科美國科學院院士C.D. Allis的研究群一同在期刊《細胞》(Cell) 同時發表兩篇四膜蟲中小型RNA與異染色質的關係的文章，Allis與我們老闆聯手想說服《細胞》應該把這個發現當作封面文章，Allis手下甚至還設計好封面版型了，不過後來編輯還是把封面給了另一個有關心臟發育的研究。畢竟染色質的基礎研究雖然重要，但是跟有關心臟病遺傳的生死攸關相比，對不起，纖毛蟲這種小東西，請一邊涼快吧。後來Allis實驗室的人把原先的設計修改了一下，把期刊名字的Cell改成了Cool，印出了一份寄給我們，自我安慰一下。雖然一邊涼快去，自己看還是很Cool！

纖毛蟲冷門歸冷門，最近半年來，卻有一大一小兩本期刊，因緣際會，拿四膜蟲當封面人物：

首先是去年十二月底出刊的《細胞生物學期刊》（Journal of Cell Biology），選用了一篇我們實驗室研究生商(Y. Shang)的作品為封面，她的論文是研究gamma tubulin基因的功能。Gamma tubulin是把細胞骨架中的微管系統(microtubule)能夠聚合組織起來成為特定結構體系的重要分子。比方說，纖毛就是一種微管系統當骨架的胞器，是從細胞本體接近表層的基體(basal body)當作中心聚合生長出來的，而gamma tubulin就是基體中很重要的一個成分。Shang進行了許多定點突變的研究，發現如果gamma tubuling上負責與核苷酸ATP結合的部位發生了突變，基體就會異常增生，除了出現在正常的細胞表層，還會從細胞內部長出來。基體跟動物細胞的中心粒(centriole)其實是同樣的東西，基體／中心粒在細胞分裂時會複製，而中心粒更與動物細胞行有絲分裂時紡錘絲的聚合形成有關，所以關於中心粒／基體的複製是怎樣調控的，是個基礎細胞生物學的重要問題，到底是可以從無到有自然形成一個新的，還是必須用原來既有的那個當模版才能拷貝岀新的來，一直有兩種不同的學說爭議。Shang的結果顯示基體可以不需要舊模版，而且gamma tubulin與核苷酸結合可能是抑制基體增生的一種調控機制。她的研究結果十分有意思，所以夠資格上封面，不過編輯坦白說，特地選用Shang的圖片當年底出刊的那一期封面，是因為適逢耶誕節，Shang的紅綠兩色顯微照片很有節慶氣氛！

另一個把四膜蟲刊上封面的是個小期刊《真核細胞》(Eukaryotic Cell)，刊上封面的是一篇由高齡七十幾歲的N. Williams領銜的文章。Williams老教授幾十年來都在研究四膜蟲細胞的複雜皮質骨架，題材是冷門中的冷門，這世上除了他之外，不知道還有什麼人對這個東西有興趣。他幾年前從University of Iowa的教職退下，卻退而不休，自掏腰包繼續作研究。他之前的研究是型態的觀察描述，外加生化純化分析。退休後還想跟上時代潮流，要用分子遺傳學技術來研究一些跟皮質骨架的基因功能。所以跟我們合作，我們就幫他把跟細胞骨架中構成微絲的actin基因之一ACT1給剔除了，結果沒有了ACT1基因的四膜蟲細胞皮質的組織構造基本上沒變化，纖毛卻動得十分緩慢；正常細胞纖毛一秒鐘擺動幾十下，剔除了ACT1後卻好幾秒鐘才擺一下，所以四膜蟲都不能游泳，一隻一隻沉在培養瓶底部，動彈不得。四膜蟲動不了，最後細胞要分裂時也受影響，兩個細胞原本要靠纖毛的擺動而掙脫扯開，現在纖毛幾乎不會動，細胞扯不開來，又融合回去，就變成連體怪獸(“monster”)。Williams老教授看到這些怪獸細胞很興奮，所以文章被接受後，自告奮勇，跟美術編輯提議拿這個照片當封面。結果美編很乾脆，一口就答應了。因此雖然四膜蟲的actin與纖毛的運動能力有關，不是什麼大發現，卻也上了封面招搖，只因為有怪獸有怪獸….

因此，到底怎樣的文章，怎樣的圖片，可以變成科學期刊的封面呢？說來說去，恐怕還是沒有一定的標準吧。因此如果下次有人投稿被接受了，而且認為自己的文稿中有漂亮的可以登上檯面，不妨毛遂自薦。說不定因此也可以得個封面故事，過癮一下。

預防癌症的疫苗之二：想不想接種？

2006-06-12T04:42:00.000+08:00

二十年前，Rose教授來到我們學校的醫學院當助理，開始研究如何檢測引發女性子宮頸癌有關的人類乳突病毒HPV，結果一路走來，他們最後竟研發出可以預防HPV感染，以避免女性子宮頸癌的癌症疫苗。經過三期臨床試驗，日前美國的藥物食品管理局FDA通過默克公司(Merck)的申請，成為史上第一種通過許可上市的人類癌症疫苗。

Rose來到我們系上演講時，他很坦白地說，通過衛生藥政機關的許可，卻只是一場漫長爭論的開端；而且接下來除了科學因素之外，非科學因素也免不了要介入：首先，美國的疾病管制局CDC必須決定該怎樣施打這種疫苗，對象是誰；然後州政府與保險公司也跟著決定費用給付的問題。由於疫苗是藉由防治致癌品系HPV感染而達成預防子宮頸癌的效果，所以施打的時機必須在人們有機會感染HPV之前就完成才有效果，等到已經感染就沒用了，因此默克建議是對青春期前、尚未開始有性行為的少女全面施打，一共三劑，每劑間隔幾個月。

小女生通通接受預防注射，就可以預防成年後得到子宮頸癌。聽起來不是很好嗎？問題是疫苗的費用不便宜，要好幾百美金，要怎麼支付呢？如果全面接種，政府哪有這樣的財力負擔或補助？如果要自費，最後又是中下階級吃虧，因為他們付不起，但是這批中下階級正是最迫切受疫苗保護的一群，因為他們相對上也沒有資源沒有知識去照顧自己的健康，比方說知道要定期做抹片檢查。此外，美國這幾年傳統基督教會勢力的興起也是一項複雜因素。因為HPV的傳染與性行為有關，要如何對未成年的少女解釋為何要注射本身就是一項挑戰，沒解釋清楚的話好像又在鼓勵少女可以放心有性行為，因為有疫苗保護。對教會人士而言，最佳的預防方法應該是要少男少女守貞，不可以有婚前性行為，以減少與延後受到HPV感染的時間，用道德規範來保護子女，而不是鼓勵年輕人可以縱慾。所以教會方面主張根本不必也不該全面對少女接種疫苗。此外，就算CDC最後決定接種疫苗是選擇性的而非強制性的，誰能決定要不要接種？父母？少女自己？醫生？老師？美國有些州法律是許可醫生在少女要求下，開立避孕藥物而不需告知父母。如果爸爸媽媽要求女兒一定要保守貞操直到結婚，不讓她去接種，但是少女自己決定說要跟心愛的男友親熱，所以偷偷要求醫生幫她施打疫苗，到底醫生要怎麼做呢？若法律說接種一定要父母許可，但是如果不幫少女注射，她還是可能一樣會跟男友上床，這不就讓她曝露在危險之中？

昨天讀到新聞，知道這種疫苗真的在順利通過FDA審核，成為世上第一種上市預防癌症的疫苗。而默克也已經向台灣的衛生署提出Gardasil疫苗的核可申請，應該很快就會通過。同樣的問題，在台灣當前這種性觀念保守、性知識貧乏、但是性行為開放的詭譎社會風氣，又該怎樣面對？是不是每個小學四到六年級的女生以後都要打三針？是自費還是健保負擔？遇上當前台灣全民健保嚴重的財務問題與保費負擔問題要如何解決？這是你我馬上就要面臨的課題。不過看看台灣的媒體，寧願墮落到樣樣以藍綠對決當綱領，寧願每天無限／無餡地爆料，寧願炒作泰安休息站多熱鬧，寧願渲染總統女婿羈押時有沒有被手指挖肛門檢查當頭條，寧願為一句成語解釋調侃個好幾天，卻不知道、不懂得、不願意花費精神去探討我們妹妹女兒的身體健康。

預防癌症的疫苗之一：百轉千折的過程

2006-06-11T04:44:00.000+08:00

2006年6月8日，美國藥物食品管理局FDA通過了默克藥廠(Merck)所生產的一種新疫苗Gardasil，成為人類醫療史上第一種獲准上市用來預防癌症的疫苗。Gardasil是預防感染某幾種品系的人類乳突病毒(human papillomavirus, HPV)的疫苗，而HPV的感染就是導致成年女性產生子宮頸癌的重要因素，所以藉由施打這種疫苗，可望有效減少女性子宮頸癌的發生。

這個疫苗是怎麼發展出來的呢？其實是一段不在預期計畫之外的發展。至少研發者之一本人在我們系上的演講時是這麼親口說的。

我們系上每周一中午有固定的「甜甜圈演講」，一般都是聘請外校的學者來演講，系上備有甜甜圈與咖啡熱茶當點心。不過這學期請來的講者卻有一點「來路不明」，不是講者名不見經傳，就是講題非主流正統的基礎生物科學研究。此外還有一大半是本校其他系的教授自己人來演講。我們都私下懷疑是不是系上缺錢付旅館交通費，還是學校名聲不如過往，請不到人了。在這些講者中，有一個就是我們學校醫學中心感染病部的教授Robert Rose，他的講題是From bench to bedside: development of an effective vaccine for cervical cancer。子宮頸癌疫苗？這是什麼東西？我本來看到又是自己學校的人來充場面，有點興趣缺缺不想聽。不過實驗沒做出來，肚子又很餓，看在甜甜圈份上就跑去聽了，卻發現聽眾比想像中多很多，聽著聽著才意識到這是件大事情。

Rose很謙遜，看起來不像明星人物，他一開始就很坦白說他們當初並不是要研究什麼疫苗，甚至他自己當年根本也沒想到要做研究。他自紐約州立大學畢業後，輾轉跑來我們學校醫學中心當研究助理，老闆是一位醫生。他們的計畫是要研發一種試劑來檢測HPV。原來人們早已知道某幾種特定品系的HPV是女性子宮頸癌的元兇，而子宮頸癌曾是造成女性癌症死亡的主要類型。不過後來發明了子宮頸抹片檢查(PAP test)，讓成年女性可以借由定期檢測來早期發現與治療，六分鐘護一生，大大減少了子宮頸癌奪走女性生命的危險。不過抹片檢查主要是藉由染色，觀察表皮細胞有癌化發生時的型態變化，問題是有其他品系HPV感染不會致癌，細胞也可能會有類似的改變，所以有誤判；其次是染色觀察要技術員操作，透過顯微鏡下判讀，要經驗與技術，不是一般人可以自己做；而且伸入子宮頸抹片取樣並不是讓人很自在的動作。所以當年Rose他們想的是發展一種像驗孕棒一樣的試劑，只要滴一滴血，等個幾分鐘，看看會不會變顏色，就知道有沒有感染會致癌的HPV了。

他們的構想是：如果人體感染上會致癌的HPV品系，體內的免疫系統就會產生特定相對應的抗體，所以把致癌HPV上的蛋白弄在試劑上，就可以藉由偵測這些特定抗體來得知有沒有感染到致癌HPV了。所以起初他們設法要弄到致癌HPV的蛋白，但是這類病毒卻不能用一般的細胞株培養，所以很難取到足夠的量。他們還去分離牧場取牛的組織器官，但是隨後就知道牛身上的病毒跟感染人的差太多，不能用。於是利用分子生物技術，他們把幾段病毒蛋白外鞘的基因引入大腸菌，利用大腸菌當工廠來生產，經過一連串失敗，終於成功拿到一個HPV蛋白。下一步，要測試他們的構想對不對，所以要比較受到HPV感染而致癌者與未受過HPV感染者的血液中，會不會有特定抗體對他們拿到的這個蛋白來識別。問題來了，什麼人是未受HPV感染的呢？原來女性之所以會感染HPV，主要傳播媒介就是男人！HPV是藉由性接觸，由男伴傳染給女性。他們總不能堂而皇之說徵求處女捐血做研究，這樣侵犯個人隱私，而且科學上也難判定志願者真否沒有性經驗。所以最後透過教會幫忙，採集了羅城本地的修女志願者的血樣。拿到材料做實驗，結果卻令人失望──實驗組與修女對照組，並沒有差異。換句話說，受感染者血液中並沒有可以識別他們在大腸菌中生產的這個HPV蛋白的抗體。無獨有偶，約略同時，在加州有另外一個研究群跟他們做了幾乎一樣的實驗，只不過加州的研究人員是採集青春期前小女生的血液當對照組。所以他們推想用大腸菌代工這招行不通。

此時有人建議他們試試醫學院剛引入的一種特殊老鼠。他們發現人類的HPV竟然可以感染這種老鼠，形成膿包，收集到高量的病毒當做研究材料。於是他們拿了這些原生型的病毒當試樣，又回頭去測試人類患者與修女血液，終於發現患者血液中確實有會識別原生型病毒的某種抗體，修女對照組中則沒有。Rose說，他們得到幾個結論：第一，感染者體內真的會產生抗體；第二，患者血液中的抗體或許必須識別病毒的某種原生立體構型，所以先前他們用大腸菌代工生產的實驗會失敗；第三，修女是很誠實的，沒有騙人。

在這個過程中，Rose乾脆就申請當研究生，拿到碩士學位與通過資格考，然後繼續進行博士論文研究。不過利用養老鼠來養病毒，實在不是很方便乾淨，所以他們換了另一個系統：桿狀病毒表現載體系統，這種感染昆蟲細胞的桿狀病毒正常會大量製造岀多角體蛋白，但是這種多角體蛋白的有無其實與病毒能否存活無關，所以人們可以改造一下這種桿狀病毒，把多角體蛋白基因替換成其他想要生產的蛋白基因，桿狀病毒就會大量製造這個新蛋白質。這時就只要養昆蟲細胞株，讓桿狀病毒在裡面大量滋生，然後收集病毒顆粒，就可以拿到桿狀病毒系統代工生產的蛋白質了。

Rose利用這個載體系統，成功地產出HPV的蛋白。同時他也在參加學術會議時，聽說有些病毒的蛋白外鞘在自然狀態下，可以自行組合岀完整病毒的三度空間立體構型，因此他就試試看利用桿狀病毒載體系統生產的HPV外鞘蛋白會不會也自行組合，結果利用電子顯微鏡觀察，果然，這些蛋白可以自發性地組合岀具有病毒外觀的顆粒。這些類病毒顆粒就像個病毒空包彈，看起來就跟真的HPV病毒一樣。但卻是個裡面沒有HPV病毒的基因與其他致病蛋白質的空殼鞘。他們對這些類病毒顆粒做了檢測，發現這些顆粒可以被病患血液中的抗體所識別，可見這些顆粒確實跟真的病毒有相似的立體構型。後續進一步實驗更發現利用這種空包彈類病毒顆粒也可以引發人類細胞的免疫反應，產生與類病毒顆粒中和的抗體。這時候起，他們開始真的認真思考說不定這種東西可以用來作為疫苗。

要做疫苗，就要能使未受感染的動物產生拮抗的抗體，而且這些抗體在遇到真的病毒時還必須要能夠與真病毒反應，中和掉真病毒的活性，進而抑制真病毒在動物體內感染增殖。他們首先用老鼠做實驗，花了一番功夫克服人類HPV病毒無法感染老鼠的問題，終於證明了施打類病毒顆粒的空包彈可以預防老鼠感染真的病毒。動物實驗有效果，他們開始申請進行第一期人體的臨床實驗，就在學校的醫學中心進行，對小規模的志願者，測試這些類病毒顆粒對人體有無毒性與有效的劑量是多少。結果令人滿意。

通過第一期臨床測試，接下來的故事就由跨國大藥廠接手，他們才有財力與能力去從事第二期與第三期的測試。兩家大藥廠默克與葛蘭素史克(GSK)跟他們簽約，取得特許權，開始研發測試要用怎樣的佐劑，何種劑量與注射程序，如何達成量產規模….。其中還跟約略同時發展出類病毒顆粒空包彈的美國馬里蘭州與澳大利亞等三個不同研究群打過專利特許權官司。但是撇開這些不提，總之第二期測試也進展順利，進入第三期全球大規模的臨床實驗，效果十分良好。於是默克開始向美國FDA申請核准上市。

Rose是在四月中旬來到我們系上演講，他說藥物食品管理局FDA可望在今年六月初宣布審查結果，距離他當初接觸這個研究將近二十年過去了。一路上百轉千折，就這樣發展出史上人類第一種可以預防癌症的疫苗。

遇見方塊字

2005-10-09T04:30:00.002+08:00

在台灣，有人喜歡講話時動不動參雜一兩句英文 (well, maybe這樣講話比較能顯現某種風格，you know?) ，但其實相對稱地，西方人眼裡中國文字似乎也是很酷的符號。每次看到美國職業運動球星身上的刺青，胳膊上印著奇怪組合的方塊字，總覺得很滑稽。

如果把中文當作時髦符碼拿來消費已不算新鮮，在知名科學期刊上看到美國學者從中國文字中去探究事理呢？

不久前出刊的《科學》(Science)上登出了一封讀者投書，作者是美國國家衛生研究院的研究人員Reed Wickner。他是研究引起羊搔癢症與狂牛病等神經退化疾病之致病蛋白prion的專家。經過說文解字推敲一番，他認為從中國字來看，或許羊搔癢症在古代中國就已經出現了。他說以「瘙」這個字為例，是由表示疾病的偏旁，包著表示手的「又」與蟲子的「虫」，而「痒」這個字更是由「病」字邊與「羊」這兩部分組成的，痒與羊發音也相近，很可能就是古代中國人已經觀察到羊隻會有顫抖摩擦、類似抓癢的動作等此病明顯的徵狀，所以把這種病症用羊來表示。他還認為當年羊肉應該是重要的食物來源，因為「養」這個字就是「羊」與「食」組合而成的。他另外舉證了好些跟病徵有關的中國字，像「痴」「痘」「疱」等等，都是跟知識、像豆子、或與形成小包有關的病症，既標音又會意，因此他推測痒跟羊有關的邏輯是有旁例可循的。

讀到這樣的解釋，有什麼感想呢？有人感到無比興奮與光榮，心中充滿「知識的滿足」與「文化驕傲」；不過我比較氣度狹小，態度上就傾向挑剔質疑。那篇投書中用以舉例的幾個字像瘙與痒等，都不是我們現在慣用熟悉的字型，難道是簡體字還是俗體字嗎？用此來推論幾千年前的造字初衷還準確嗎？這些字通通都是形聲字，可以用會意字的方式解釋嗎？

發揮做研究的精神，想了解一下「痒」這個字到底在古文中是什麼意思呢？於是找到了教育部《異體字字典》網路版，查到這個字有兩個定義：

(一)ㄧㄤˊ
身體器官或皮膚黏膜發生潰瀾或生瘡的症狀。同「瘍」。《說文解字》：「痒，瘍也。」《周禮》天官疾醫：「夏時有痒疥疾，秋時有瘧寒疾。」
憂慮成疾。《詩經》小雅正月：「哀我小心，癙憂以痒。」《毛亨》傳：「痒，病也。」
「瘍」之異體。
(二)ㄧㄤˇ
「癢」之異體。

所以原來「痒」這個字，除了一般認為的是「癢」的簡筆異體之外，其實還有一個正體的字義是與「瘍」相通，不是指搔癢的病症，而是潰爛生瘡的意思。所以 Wickner或許是不知道或有意忽視古字本意，卻用後來異體的字義以及日文漢字借用的字義來論述，得出的結論不無可議之處。如果我們用與Wickner 相同的邏輯來分析中文繁體的「癢」，是由病字偏旁與「羊」「食」所構成的，是不是表示有人吃羊肉會過敏呢？

其實Wickner的推測也不見得真的有錯，幾千年前古人究竟是如何造字的，這幾個字除了會意形聲之外，有沒有經過轉注假借也不得而知，我花費這番功夫去推敲其實根本沒有意義。捫心自問，自己究竟哪跟筋不對，要如此小題大作？想一想，很快就明白了，原來我潛意識裡不服氣的是中文方塊字攜帶的微言大義，怎麼就給一個西方人拿來做文章了呢？來到美國後要使用英文，花了一段時間才克服／減輕因為語言表達與實際能力之間的落差所產生的心理障礙，但即便是來美多年的今天，如果美國人聽不懂我表達什麼，心裡首先還是先懷疑是不是自己的英文講得不對，發音不準或是用錯字了，其次才會想到說不定是對方不夠用心才沒弄懂。就因為使用的不是母語，讓自信心先天打了折扣。結果現在連中文方塊字詮釋權都讓洋人分去一杯羹，還公然振振有詞地在美國主流學術期刊上發表，難怪我會心理不平衡。

第二語言

2005-09-19T04:34:00.000+08:00

我們學校裡有個幫各個實驗室服務的核心設施，美其名曰「功能性基因體中心」(Functional Genomics Center)，其實就是進行DNA定序以及提供微陣列晶片分析與即時定量PCR反應等服務。基因體中心下星期要搬家換地方了，於是在醫學院區的主要公佈欄與電梯裡，到處張貼佈告，告訴各個生物醫學相關實驗室這個消息。

看到這張佈告，有沒有覺得什麼異樣呢？

原來這個佈告竟是一式兩份，除了英文，還有中文。中文版大多是簡體字，少數幾張是繁體的。

不知何時開始，在這個大湖邊上小學校的醫學院裡，中文竟然變成第二語言了。

給高中學弟妹的回信

2004-04-24T22:51:00.000+08:00

前言：
陸續有幾個高中生寫信給我，都是面臨大學選擇科系的難題──到底要不要讀生物／生命科學？跟生技系的差別呢？還是要去讀醫或是唸電機等工學院科系？

我不知道除了虛長幾歲之外，自己到底有什麼資格可以給學弟妹們建議。不過還是回信了，並且決定同時在這裡把我的回覆公開。我一定有自己認知的盲點與經驗的不足，所以如果有先進同學或學弟妹願意批評補充的，請留話。

[我的回信之一]

你好：

很抱歉沒有立即回信給你，因為我覺得要慎重一點回覆。

我一直覺得人生是自己的，要做自己喜歡以及自己覺得有意義的事。不過我也想告訴你有許多事情親身經歷與事前的想像是不一樣的，想像中可能比較美好，實際經歷時會遭逢許多意想不到的突發狀況或是現實挫敗，這些都會讓自己懷疑到底所做的決定真是自己喜歡與有意義的嗎？但是所有的一切都是要經歷過才知道。不管選哪條路都一樣，這是生活的課題。

讀醫學系，是一條相對明確路徑－－辛苦地完成七年的基礎與臨床課程，然後變成醫生；現在也有愈來愈多的醫學系畢業生知道自己的志趣，然後毅然跳出臨床投入基礎研究，不過畢竟是少數。讀基礎科學的生物生科系所，未來就要靠自己去摸索－－學校的訓練是學術研究為導向的，順著走下去就是深造讀博士，然後找大學院校的教職以及做研究；也有不少人大學畢業就轉行。因為他們知道自己不適合待學術圈，而本科系的就業管道又不像醫學或工學院那般通暢，所以積極去修雙學位或輔系，然後畢業之後換跑道。這是一種務實面對生活的情況。

你問我為什麼要讀生物，後不後悔。我高中之後就打定主意要念生物，一直到現在，沒有後悔過。因為我知道自己沒有足夠強壯的身體與堅韌的心智，去面對病患生老病死的磨難負擔，但是我有好奇心想去一探生命現象的究竟或事理背後的關係，喜歡做研究與分享知識的感覺。這是我決定且還仍然待在校園中的原因。你自己呢？沒有人比你自己更了解自己了，不是嗎？

做研究很有挑戰也很有意思，尤其當你把前人未知或未發現的事情弄清楚，是很讓人興奮的。但是現實中的實驗室生活卻不是天天都能有突破與發現。正確地說，大概百分之九十的時間是在失敗嘗試錯誤摸索以及繁瑣的 routine 中度過，所以做研究也是很磨人很辛苦以及很容易遭受打擊與挫敗的。你如果真決定走學術路，這是必須有的心理準備。

現在從事生物科學研究所面臨的現實問題是競爭激烈。博士學位是必備的，拿到學位後還要繼續進行至少兩三年甚至更久的博士後研究，然後才有可能找到學校的教職，因為僧多粥少，名額有限。美國的研究環境與風氣實在比台灣好很多，但相對上競爭也更加激烈，真的必須十分傑出才可能在學術圈中生存下來。我還在讀博士班，尚在掙扎著完成自己的學位，未來何去何從還無暇去傷腦筋，所以無法告訴你更多。

我相信不管選擇哪一科系，你都有聰明才智扮演好自己的角色。
祝福你，加油！

纖毛蟲

[我的回信之二]

你好：

我要坦白講，如果說你所考慮的是畢業以後可以找一份有穩定正常收入的工作，讀電機的就業機會比讀生科好多了。這是現實，我不想吹噓欺騙你。我實在不清楚台灣當前的所謂＂生技＂公司到底在做什麼真正與生物科技有關的東西。我相信生物技術與農技製藥等等是有遠景的，但是不清楚台灣的掛羊頭賣狗肉的吹噓宣傳，沿襲代工為主的研發環境，與習於炒作短線不願長期投資的風氣下，台灣的生技產業會走到什麼地步。

電機系是工學院的系所，學術與應用不可分，大部分的人會繼續讀個碩士班，然後就去找工作當工程師，工作辛苦但生涯路明確；我所知道的生科系的風氣都是偏向學術研究，老師們很少指引學生如果不走學術路該怎麼辦，如果不繼續待在學術圈，就要考慮其他工作。怎麼走就要自己摸索了。我有同學與學弟妹去藥廠當銷售專員，負責賣試劑給實驗室與解決技術問題；有人去修教育學分當中小學老師；有人考高考去衛生署或是農委會工作；有人在生技公司當研發科學家；有人轉行唸法律當生技專利顧問；有人去拍電影；有人當記者；有人去創投公司當顧問；有人在美國的醫學研究實驗室當技術員；還有大概三分之一繼續唸博士班，目前只有兩個當上助理教授，其他的還在為學位掙扎或在接受博士後研究的訓練。

出國讀書，如果是讀生物醫學領域的博士班，不必花太多家裡的錢。我現在每個月有一千多美金的獎助金，生活自給自足不成問題，我們系上每一個博士班學生都得到系上或指導教授的資助，目的就是讓研究生可以專心做研究，不必擔心生計問題。所以有志想來美國深造，不必太擔心錢，反而是在台灣讀碩士與博士，給研究生的資助不足以維生。但是就算讀到博士，就業機會還是僧多粥少，依舊不是坦途。這也是我即將面對的出路問題，我還沒有好的建議可以告訴你。

說了這麼多，重點是－－讀生科，你要努力去找尋自己的路；讀電機，雖仍要自我探索，但是至少有很多人早已開出路來，盲目一點就跟著走吧。

你自稱是迷惘的高中生。其實迷惘徬徨是正常的，問問你的老師，說不定面對人生他也覺得還在摸索中。我想鼓勵你的是進入大學後要繼續認真的試探自己的方向，不合意就要打算轉系或修雙學位。四年很快，一眨眼就過了，很多人都白白混過去。

祝福你。

纖毛蟲

走入基因體時代

2003-11-02T07:23:00.000+08:00

今年夏天在纖毛蟲的分子生物年會中，研究社群們率先得知以法國為首的歐洲研究群正對草履蟲 (Paramecium)基因體的定序工作如火如荼地進行中，並且隨著進展他們固定地更新資料庫、把結果公開。在這個同時，執基因體研究之牛耳地位的 The Institute for Genome Research (TIGR)也終於開始四膜蟲(Tetrahymena)的基因體定序工作。TIGR的計畫主持人Jonathon Eisen表示他們目前有能力很快完成初步定序，但是受限於聯邦研究經費播放的方式，工作要攤開成三年來做，到那時才能完成整個計畫。不過Eisen也承諾要跟歐洲的草履蟲定序計畫一樣，隨時公佈最近的進展。

然後兩三個月過去了，TIGR好像一點動靜都沒有，不知道進度如何。我的老闆等不及，跟他的老友抱怨一番。終於上個月的某一天，Eisen寄了一封 email告訴纖毛蟲的研究社群：TIGR已經讀取了超過八倍基因組涵蓋量(8x coverage)的鹽基數，並且完成初步的基因體骨架的組合。TIGR也設置了網頁，開放給大家進行搜尋與比對。

超過八倍基因體的涵蓋量是什麼意思呢？這必須解釋一下。TIGR對四膜蟲大核基因體的定序是採取「散彈槍法」(shotgun method)。這個定序策略是要先把整個基因體打散打斷成許多小片段，然後如同亂槍打鳥般大量地隨機去讀取這些小片段的序列，最後由電腦程式演算比對，組合出整個基因體來。這個方法要成功，就必須讀到足夠多量的序列資訊，電腦才有辦法依據上下文把片片段段組合起來。八倍的涵蓋量就表示他們累積了相當於整個基因體的八倍之多的訊息，也表示錯誤或遺漏掉某部分基因沒有讀到的機率應該不大。

換句話說，不知道TIGR最後到底是怎樣做了決定，反正四膜蟲大核基因組的初步定序工作完成了－－不是原先說的三年，而是只花了三個月！知道這個消息的那天早上，老闆興奮不已，逢人就嚷嚷，簡直跟從浴缸中跑出來的阿基米得一樣。以前有許多實驗想做，但是受限於我們不知道纖毛蟲的基因體序列，所以只能丟在一邊不去妄想。如今沒有基因體序列不再是藉口，路上的大石頭已經搬開了。下一步呢？

下一步有太大的方便。過去我們要在纖毛蟲中找尋與選殖某些其他生物上相對應的基因，必須耗去數週甚至數月的時間，如果做不出來還不曉得究竟是纖毛蟲沒有這個基因，還是自己的實驗技術有問題。如今只要坐在電腦前搜尋比對一下，有沒有這個基因馬上就分曉，然後利用PCR技術短短幾天內就可以拿到想要的基因了。

下一步也有不小的困擾。搜尋過基因體序列之後，我們察覺到幾個過去認知的「事實」都必須修正。以前我們告訴人家說四膜蟲只有少數一兩種構成細胞骨架的蛋白質，現在我們竟然發現基因體中還有好幾個其他的同類蛋白。這些受限於當前偵測技術而沒被發現的東西到底在細胞裡做什麼呢？研究組織蛋白的同學也找到某個新的成員，這個以往未知的新組織蛋白對某個奇怪的現象可以提供比較直接簡單的解釋，果真如此，過去那種解釋模型就可能不對了。到底又真是這麼一回事嗎？

下一步更有太多的可能。由於選殖基因不再是大問題，打開期刊看到這個基因那個基因，過去只敢光看光聽光瞪眼的，現在通通都能動手試試看。也由於有了基因體的新資訊，我們也得小心地檢視過去，因為有些事情可能就不是原本以為那樣，應該重新檢討一番。有好多好多事情可以做、有好多好多事情值得做。哪個應該先做？

下一步還得繼續努力。目前完成的四膜蟲基因體定序只是初步的序列草稿，尚未開始進行註解(annotation)。所謂註解，就是把由ATGC四種鹽基字母組成的DNA語言訊息加以翻譯、詮釋、分析、整理。經過註解之後基因體序列才成為人類可以懂得、方便利用的資訊。現在光有序列草稿對於我們利用纖毛蟲當材料做研究的人來說當然已經是有大大的助益，但是對於其他的生物學家來說，經過整理分析比對的註解基因體才是真正有用處的。而且進一步的蛋白質體 (proteomics)研究，也必須要由註解過的基因體資訊來推導。

就這樣，If we HAD genome sequence 的假設語氣變成We HAVE genome sequence的肯定現在式。我們步入基因體時代。

動物系再見

2003-07-26T05:54:00.000+08:00

據說再過一個星期，我的大學母系就要被終結改組，成立新的學院系所。幾十年來的名號不管是惡名昭彰還是威名遠播，從此舊戲下檔、新系上場。

記得當初聯考剛放榜，親友打探結果，詢問與回應的模式幾乎不曾變過：
「聽說你今年聯考上了台大。好厲害喔。」
「謝謝。」（謙虛微笑貌）
「那是上了什麼系啊？」
「嗯，動物系啦。」（語調稍有遲疑）
「啊？什麼系？動物… 動物系喔… 動物系『也』很好啦…呃，現在當獸醫很賺錢嘛…」（語帶安慰）
「...」

無知的年幼新鮮人於是憑著自己織造的一知半解懵懂想像，不平地解釋動物系不是獸醫系也不是畜產系。我們是有理想有抱負的年輕人，決心投入基礎科學的研究哪。這樣的解釋多了後也疲了，到後來再聽到別人同情抱歉的「動物系也很好啦」時，額角已經不會出現三條黑線，反而可以習以為常地一同笑笑，不去計較其實我們的錄取分數也很高。然後我們進了總區大門旁邊的老系館，黑黑暗暗的門廊以及白骨森森的動物標本迎接著年輕學子，在厚厚的原文教科書與滿滿的球類競技的交錯、在老師語焉不詳或是閃動飛快的幻燈片共舞中，變成動物系的一員。

老舊的系館、保守的老師、龐雜的課程，有人開始懷疑這裡真是自己追求知識的殿堂嗎。漸漸地，廣雜的教材內容開拓了自己認識生命世界的角度與觀感，有人逐著遺傳工程的熱門而來，卻意外地在演化分類的田野調查中發現自己的真正想要的歸宿；幾個基本學科的背景知識，也讓我們看待各種生物學問題時有溝通討論的基礎。另一方面，系上鬆散的管理與彈性的規定，讓有意換跑道轉行的同學不被侷限拘束、讓野心勃勃的人也能勇往直前。這是個老科系，我們卻能賦予自己的新生命。

也在約略同時，我們發現自己其實不孤獨。同學、學長姐、甚至系上老師，許多人都跟自己有著一樣的憧憬與一樣的質疑、有相似的夢想與相近的迷惑。外在條件不見得好，但是卻有志同道合的友伴共同摸索，在講堂中學習、在實驗室裡試探。於是我們知道這樣一個系，資產在哪裡。當高中邀請我們去進行系所介紹座談時，我們不是高唱什麼生物科技產業的遠景、不是吹彈未來是我們學生物的人的舞台，而是告誡高中生謹慎考量，我們歡迎有志向有興趣有動機的同伴，不願意花言巧語招攬哄騙他人。雖然沒人這麼承認，但是卻是隱含著某些傲骨的成分在心裡－－這絕對不是個軟硬體讓人滿意的系所，但是進來的人卻多能分享某種年輕浪漫的學術熱情。對於未來的不可知讓我們不敢畫大餅編迷夢去吹噓，但是不願迎俗的傲骨與情懷讓我們有歸屬且相承襲。

所以這才是動物系。

然後，時局漸漸轉變了。大二那一年，台灣第一個生命科學系開始招收大學部學生，又過了幾年，複製羊、人類基因體計畫、生技產業知識經濟…喊得震天價響，生命科學、生物科技…突然變成了顯學，報紙媒體把生物科技描繪成有前途又有錢途的一行，各式各樣的新系所紛紛成立，大肆聲張自己的引領時尚與美麗遠景。存在其間，外人看來動物系更顯老邁落伍了。

就許多方面來看，動物系就跟台灣其他大學院校的生物系一樣，一直是老邁的。師資的新陳代謝、資源經費的分配、研究的深度與投入，樣樣都應該調整，迫不容緩。但是這些問題外人看不到、也看不懂。媒體記者只懂得拿大學入學錄取分數的高低作文章，玩玩排行榜；大眾也只聽懂「生物科技」很熱門搶手而高深，把焦點目光投射過去。如果既有的舊生物科系要改變形象，怎麼做最簡單又有效率？新成立的系所要打入排名，怎麼做比較快？是大刀闊斧重整牽扯不清的既得利益，還是乾脆改名字、取個好名字呢？於是老的新的研究生物的系所都要取名為生化科技、生物科技、生命科學….等等。科學進展讓科際的分野重新劃定，整合簡併與新增系所都是常態，不過卻不應該是不去理會到底藥換不換，先換了湯再說。

在這樣的趨勢下，我的母系終於抵擋不住潮流，也將變成生命科學系了。也好，有個讓人肅然起敬的名字，我想像從此學弟妹不必在告訴人家自己讀什麼科系時，接受人家說其實這個系「也很好」的善意安慰。

大學畢業快十年，母系的過去其實已經很遙遠了。但是聽到動物系將走入歷史，卻還是有一點點失落。有了響亮的外表新名號，內在的傲骨情懷是不是更能傳承呢？

祝賀新的生命科學系。動物系，再見了。

送作堆又拆散

2002-08-15T20:34:00.000+08:00

以前提過，想知道某個基因的功能，常用方法就是去觀察當這個基因失去作用時，會對生物體或細胞造成什麼樣的改變。講個遺傳學家使用的行話，就是讓基因 "loss-of-function"。要使基因失去功能，經典的標準方法就是把基因剔除（knockout），而在目前為止，能夠把有目標地把基因剔除的實驗生物體系並不多，就只有酵母菌S. cerevisiae 與 S. pombe，紅黴菌Neurospora，四膜蟲Tetrahymena thermophila，以及老鼠等（註）。既然一般生物體是二倍體(2N)，染色體通常是成對的，具有兩套同樣的基因，所以做實驗時必須要把兩條同源染色體上的基因都剔除掉，細胞才是真正地完全loss of function。問題就來了－－利用實驗操作，剔除一條染色體上某個基因的發生頻率就已經很低了，所以我們通常實驗拿到的都是異型合子（姑且以Aa表示這個基因型），如果還要同時剔除同源染色體上的另一個變成aa，機率就更低更低了。該怎麼做才可以把兩個都剔除呢？在酵母菌與紅黴菌有世代交替的現象，可以誘生雙倍體世代進行減數分裂產生孢子，每個孢子長出來的就變成單倍體(1N)，根本不必同時剔除同源的兩個基因。但是對於纖毛蟲或是老鼠就不能這麼做了，所以就只有讓不同性別、已經剔除掉一個基因的兩個異型合子交配(Aa x Aa)，子代中自然會有四分之一會是aa。

原則有了－－讓不同性別的異型合子交配，然後去篩選基因已剔除的同型合子子代；要實際執行，首先就要會分實驗對象的性別。你我雖不是老鼠，但是對於同為哺乳類的一員，公老鼠母老鼠總還不至於會「看」不出來；Tetrhaymena 這種纖毛蟲有七個性別（或精確地用詞是七種交配型），外觀看起來一模一樣，要怎麼分呢？既然人分不出來，就讓纖毛蟲自己告訴我們吧。所以在此號稱科學昌明的二十一世紀，區分纖毛蟲不同性別的方法還是得採用古老的「送作堆」法，把我們懷疑是否是不同交配型的纖毛蟲挨餓個一天，然後混在一起，使孤男寡女共處一室。如果兩者是不同的性別，大自然神奇的魔力開始發功，幾個小時之後就可以看到對對佳偶難分難捨地接合在一起；如果已經相混好一陣子了，兩造還是各游各的，彼此興趣缺缺，他們八成就是同一個交配型。

要產生同一對染色體上的對偶基因都被剔除的同型合子其實還有一個關鍵問題，就是這個基因如果十分重要，細胞少了它就無法存活，我們把兩套都給剔除之後細胞就死掉了，所以會永遠拿不到這樣的個體。為了克服這個困難，我們可以利用纖毛蟲特有的怪異特性－－一個細胞有兩種細胞核：掌管生殖的小核 (micronucleus)，與負責營養與生長代謝的大核(macronucleus)。既然平日細胞的維生是大核的任務，我們就把小核的基因剔除弄成同型合子但保有大核的正常基因，所以細胞照樣可以活得好好的；再把兩種不同交配型的混合，下一代就通通會變成大核也是基因被剔除的同型合子，假定這時候所有子代都死了，我們就知道這個基因確實是維持生命現象不可或缺的重要角色。要製造這種大小核不一樣而小核是同型合子的纖毛蟲，必須借助於特殊的「星星」品系("Star" strain)。星星品系細胞的小核有缺陷，接合生殖時無法交換遺傳物質給對方，只會從接合的伴侶那邊拿一套DNA過來。被接合的細胞兩套DNA被拿走一套還沒得交換，為了維生，只好把僅有的一套自行複製擴增補回兩套，所以兩套基因就變成一樣的同型合子了。而吃軟飯的星星品系也因為拿到小核DNA了，變成正常的細胞，回復雄風氣概，結束第一回合的接合之後稍事休息會開始大戰第二回合，再度進行接合。利用這樣的特性，我們就得挑好時機，當與星星品系接合的纖毛蟲第一回合辦完事情之後分開了，趕緊把落單的挑出來，才能拿到大小核不一樣的個體，萬一太遲讓他們開始了第二波，就會產生四個子代而把剔除破壞的基因傳遞到子代的大核去，這就來不及了。

在纖毛蟲身上把基因剔除這套複雜的遺傳學操作把戲是我們實驗室發展出來的，做這樣的實驗是一整天的長期抗戰。先找到不同的交配型，一大早把小核基因剔除的異型合子細胞與星星品系送作堆，四個小時之後看到接合的對對佳偶後把一對對各自挑出來，放到培養皿的小液滴裡各自去開房間，以便觀察進度。十個小時之後第一回合開始進入尾聲，就要一個液滴一個液滴仔細瞧，看看哪對已經分開了，然後二話不說立刻用小毛細管分別吸出來隔離，拆散小倆口不得相會。有的纖毛蟲分開得早，有些接合則是莫名其妙地持久，等到十七八個小時還不分開，蟲蟲不覺得累，做實驗的人卻脖子酸眼睛澀，等得不耐煩了。還有些接合的纖毛蟲因為不知名的因素永遠都不會分開，就這樣不清不白地死在溫柔鄉中。

在這牛郎織女一年一度要相會的時刻，我在實驗室裡把這群纖毛蟲送作堆又拆散，破壞人家的感情，會不會有因果報應？老天明鑑，這是科學之必須，實驗之必須，論文之必須。我真的不是沒事存心要玩弄這些可憐的小生物啊。

註：其實果蠅的基因剔除技術已經發展出來，不過到目前為止僅是證實技術性可行，同儕間尚未廣泛應用。

有錢了!

2002-06-27T22:49:00.000+08:00

這件事情實在太重要了，我一定要寫下來。

緣由是這樣子－－美國國家衛生院(National Institute of Health, NIH)對於今年的研究計劃審核評比已經出爐，我們提出的案子排名12%，所以研究經費有著落了。去年老闆申請展延後續研究被打了回票，一時之間斷了實驗室財源，我們突然由雲端跌入谷底：儀器壞了無法汰舊換新，試劑藥品的價錢錙銖必計，老闆也無力長期支付手下這群十幾個囉嘍的保險學費與薪水，博士後研究員開始找工作要跳槽，研究生則去當助教領工資，大家勒緊褲帶過日子。有錢了，最高興的是我們這群半老不小的研究生，應該不必再為系上打零工改作業帶實驗課了。

就像台灣的實驗室仰賴國科會的計劃補助，對於在美國做生物醫學研究的學術機構，NIH是最大的金主。不過不像台灣的國科會過去常常是大家通通有獎，齊頭式分贓給給兩年一期的小錢，只能炒炒短線、做做輕薄短小的研究交差；美國NIH所提供的，序號以RO1開頭的計畫是五年為期的研究資助，是項慷慨而穩定的經費來源，足以支持有持續性的中長期計劃。既然錢給得多，大家都想要，競爭就激烈，每年只有評比分數比較高的計劃才分得到錢。一般說來，初次申請大概是排名前20%左右可以獲得資助，實際給的名額依照當年國會通過的預算總額做調整；如果是後續計劃則是前30%。實際發放經費的多寡則由審查小組對各提案內容分別核定。今年NIH的預算雖然增加，不過由於9/11的影響，很大比例的錢都跑到NIH所轄的過敏與傳染病研究所(National Institute of Allergy and Infectious Disease)去了。既患寡又患不均，從事基礎研究的人真是提心吊膽。

經費要怎麼申請？首先要提出一份研究計劃。研究計劃最重要的本文部分有一定的格式，每一部分也有頁數比例限制。一般說來計劃是這麼寫的：

A. Specific aims 特定主旨：
這部分篇幅最短，通常不超過半頁，要清楚明確地寫出來整個研究計劃要探討哪些問題，打算測試哪些假說。要緊的是必須要很精確很肯定，明明白白地寫清楚，不可以含混籠統。主要目的就是告訴人家：看清楚了，在此開門見山地正式宣告所要做的研究就是某某跟某某。（聽起來不錯喔？贊助我吧！）

B. Background and significance 背景知識與顯著性：
告訴人家打算研究什麼名堂之後，接下來要開始鋪陳整個研究的背景。由於審查者可能是這個領域的權威，所以必須講清楚相關的研究與理論，使他相信你確實了解這個領域的現狀；審查者也可能不熟悉你所提議的研究，所以還得教育他必要的背景知識，讓他不至於看不懂或誤解。因此這部分必須交代有哪些事情是人家已經研究過的、已經有怎樣的理論與實驗例證，又有哪一些是目前仍不清楚，或是理論模型有缺陷待改進。更重要的一件事就是要強調自己所提議的研究計劃有什麼重要性，是可以補足學術理論的不完備、可以對基礎醫學有貢獻、還是可以有臨床醫療的前景。說穿了，就是展現自己確實很用心工作努力做功課，文獻資料讀很多，對於所要研究的東西是個專家，而且自己的研究很重要很了不起。（所以一定要資助我啊！）

C. Preliminary studies/progress report 初步研究／後續進展報告：
前面兩部分是空口說白話講得冠冕堂皇，這一部份就必須提出一些實證支持自己所提議的研究計劃是做得到的，絕非天馬行空胡思亂想的鬼點子。所以要列出自己已經完成哪些初步的實驗觀察、獲得哪些結果，以證實所提出的假說是有憑有據、設計的實驗方法確實可行。如果是後續展延的計劃，則要列出來在之前的計劃期間完成了哪些實驗目標，發表了那些期刊論文，顯示自己有能力也有信譽可以繼續深入的後續研究。換句話說，這裡要證明的是自己不是光會吹牛罷了，而是確已建立完備的實驗體系，有能力也有信用，符合資格來實際完成研究。（證據在此，錢不會白白浪費亂花掉的，放心地給吧！）

D. Research design and methods 實驗設計與方法：
研究計劃本文的最後一部份，也是最佔篇幅的實體核心部分，就是要仔細說明實驗會怎麼做。通常就是根據開頭提出的特定主旨，一項一項列出來：要如何實際去動手實作，會用到哪些技術，要怎麼設實驗組與控制組，有什麼可能的困難瓶頸，要與誰合作，資料要怎麼分析。如果原來所設想的實驗做不出來，又有哪些替代的方法可以實行。所以審查者可以清楚地知道你想用怎樣的材料與方法，可以評估這些方法與實驗設計有沒有辦法回答想問的問題，可以知道你有沒有忽略的盲點，還可以知道有沒有考慮好遇到問題時該怎麼辦。總之，除了說明自己到底要利用怎樣的實驗設計來達成所設定的目標，以完成所提議的特定主旨之外，也要顯示自己思慮周密瞻前顧後，大大小小都已考慮周詳，絕對不是走一步算一步地且戰且走。（所以構想完善萬事俱備只欠東風，經費快快通過撥過來哪！）

辛辛苦苦嘔心泣血寫研究計劃，雖然內容是紮紮實實讀文獻動腦筋做實驗的科學底子，但還是掩不住搶錢要經費的渴望。

入圍的是...

2002-05-27T03:49:00.000+08:00

五月二十二日，美國國家衛生研究院(NIH)下所轄的人類基因組研究所(NHGRI)宣佈了下一階段所要進行基因組定序的幾個生物物種名單。這份名單不分名次，但是分為最高優先順位、中等順位、以及目前不考慮定序三個等級。當NHGRI所資助的三個基因體研究中心－－麻省理工懷海德研究所(MIT/Whitehead Institute)、聖路易華盛頓大學醫學院(Washington University School of Medicine in St. Louis)以及德州的貝勒醫學院(Baylor College of Medicine)－－將當前的工作告一段落之後，就從最高優先順位名單中的生物選取目標，進行基因組的解碼與定序。所以雖然沒有時間表，但是入圍就是肯定，或早或晚會得到美國聯邦研究機構的支持，完成基因組的定序。

目前第一批入圍最高優先順位的是誰呢？答案是－－

　　靈長目的黑猩猩(Pan troglodytes)、
　　鳥類的雞(Gallus gallus)、
　　無脊椎動物的海膽(Strongylocentrotus purpuratus) 與蜜蜂(Apis mellifera) 、
　　幾種黴菌(fungi)，以及
　　原生生物的纖毛蟲 Tetrahymena thermophila。

或許有人會問，既然人類的基因組都已經定序解碼了，為什麼還要去定序其他的生物？除了讓生物學家不會閒著沒事幹之外，對人類福祉有什麼助益嗎？－－做生物研究的人當然會告訴你答案是肯定的。雖然我們可以讀出基因組這部蘊藏生命秘密的密碼書上一個個字母，但是要如何去解讀章句與註解內文，如何去詮釋與推演出書裡的微言大義，則還在蒙昧起步的階段。進入「後基因體時代」之後，隨著各個物種的基因組的破解所衍生出一門新的學科就是「比較基因體學」 (comparative genomics)。藉由分析與比較演化親緣關係遠近不同的物種的基因體，能幫助我們了解物種的演化，以及更有效正確地解讀與詮釋基因體中所攜帶的遺傳訊息。對人類而言，正確地解讀人類基因體的遺傳訊息，就意味著對人體的生理與醫學有更多的知識，可以了解更多目前無解的問題根源，對醫學帶來長足的進步。

除了這些促進人類生活光明正大的主旨之外，對生物學家而言也是一項與研究事業存亡攸關的決戰。能夠早日把自己實驗用的生物定序完成，也就確保自己所進行研究體系可以跨入下一個世代，不會在「西瓜倚大邊」的效應下落後太多而淘汰。所以當NIH向生物學家們公開徵求定序計劃的提議白皮書時，以各種生物為研究對象的研究社群間就展開一場爭奪戰，用盡心思遊說推銷，期盼能獲得審議小組的青睞，趕上後基因體時代的列車。審議小組的評判標準除了考慮生物物種與人類的親緣遠近關係與代表性之外，還包括該生物對人類生活有什麼關聯，以及有多少研究工作會因基因組定序完成而有所突破，以求定序能達到最大的效益。所以上述入圍的幾種生物就有種種理由，說服了審議小組：

黑猩猩研究人員的主要理由就是「人之亦於禽獸者幾希」。黑猩猩與人類的基因組據估計只有1.2%的不同，但是兩個物種卻演化出截然不同的命運，所以解讀黑猩猩的基因體，或許可以幫助我們了解到底「生而為人」的生物學基礎是什麼。此外，人類會得AIDS與瘧疾等疾病，黑猩猩卻不會，所以藉由比較基因組的研究，說不定可以為治療這些疾病帶來新的希望。保育人士也加入黑猩猩的定序遊說，他們除了確保不會犧牲黑猩猩來做實驗，還希望經由分析黑猩猩的基因組，可以對保育物種有所幫助。

以雞為研究對象的科學家則強調雞是目前了解與研究最多的唯一一種鳥類，而且長久以來雞胚的研究對於發育生物學提供了不少突破與貢獻，更何況鳥類胎生的特性使得研究生殖更為方便。另一方面，雞肉是重要的家禽肉品來源，基因組的解碼可以幫助品種改良，有立即實質的應用商機。美國農業部也表示將合作支持雞基因組的定序。

另一個得到農業部背書支援的生物是蜜蜂，因為蜜蜂是重要的傳粉媒介，對於農作物的產量休戚相關。蜜蜂還是社會性生物，族群裡有高度分工合作的階級行為，對於行為與神經科學的研究則是絕佳的材料。另一方面，基於9/11之後大眾對於生化恐怖攻擊的重視，蜜蜂的研究人員還搬出美國國防部的研究報告當佐證，表示蜜蜂可以作為檢測生物或化學武器的生物檢定工具。

海膽的研究社群打敗了海鞘的研究者，因為海膽長久以來就是研究發育生物學的經典材料，對於基因轉錄、細胞分化命運與體軸的決定，都提供了相當顯著的貢獻，所以有了基因組定序就可以如虎添翼。研究黴菌的學者則對於先前黴菌遭冷落抱不平，他們認為過去太偏重對於致病性細菌的定序，忽略了真核生物的黴菌。黴菌除了有念珠菌致病種之外，更是許多抗生素的來源，造福人類無數。定序不同種類的黴菌對於醫學的進展將會是直接而顯著的。

那... 纖毛蟲Tetrahymena呢？

我們Tetrahymena的團隊強調這種小纖毛蟲對於遺傳與細胞生物學的貢獻，是"a unicellular model organism for all seasons"！染色體終端的端粒體(telomere)與端粒脢(telomerase)的研究跟老化的分子機轉息息相關，都是率先在纖毛蟲的實驗體系中完成的，所以想解開長生不老的秘密就不可拋開纖毛蟲。此外，纖毛蟲大核的特殊發育型態，更提供了基因重組絕佳的研究材料，加上目前在 Tetrahymena中已經發展出可以媲美酵母菌的分子遺傳學工具，所以基因組序列的破解以求更上層樓是大家殷切而急需的。

就是這些林林總總自吹自擂，讓這幾種生物通過選秀大會，入圍拿到了票等候基因組定序的列車。不過過了第一關，後面還有排隊掛號抽查驗票的關卡，到底誰能先搶到座位先出發，新的較勁才要登場...

Conjugation （或說四膜蟲的性行為）

2002-04-18T04:10:00.000+08:00

Conjugagtion 應該翻譯成接合生殖，用比較學術一點的解釋，就是四膜蟲(Tetrahymena thermophila)進行遺傳物質交換與基因重組的方式；講得通俗白話一點，就是四膜蟲的性行為。

有人說四膜蟲其實是一個長生不老的生物，因為四膜蟲只有一個單細胞，複製後一分為二，原細胞就一直活下去。一般的狀況下是行分裂生殖，首先先在身體中間偏下方處長出一個口器(oral apparatus, 就是四膜蟲的嘴)，然後遺傳物質複製，細胞從中攔腰一截變成兩個。理論上纖毛蟲用這種無性生殖方式，可以原模原樣一代一代傳下去，但是生物在演化的過程中會遭遇到各式各樣不同的生理與環境變化，所以如果有了基因組合的多樣化與遺傳變異，才適於因應不同的情況或變動，不致因為無法適應外界環境的改變而被淘汰滅絕，所以四膜蟲也演化出基因重組的方式，因此無聊的無性生物也開始享受有性生活啦!

談到四膜蟲的性生活，這個小小單細胞生物可是挺複雜的。人類只有兩個性別－－男與女，這個大家都知道；四膜蟲卻有七個性別－－交配型I, II, III, IV, V, VI, VII。所以想一想，人類世界的某某花系列影集不過是他愛她，她愛另一個他，就可以演得錯綜複雜天翻地覆感人肺腑賺人熱淚，換成四膜蟲的世界這種「纖毛花」的排列組合，會是多麼盤根錯節哪。不過，人類是飽暖思淫慾，吃飽飽時花樣特別多，四膜蟲平時吃飽喝足時可是安安份份簡簡約約地過著無性的分裂生殖，只有當環境惡劣有亡族滅種的危機時，為了增進纖毛蟲全體之生活、創造繼起之生命，才勉為其難地破戒進行性生活。我們在實驗室裡要讓四膜蟲交配，就把四膜蟲的培養液洗掉，換成一種沒有養分只能維持環境酸鹼值的Tris緩衝液，四膜蟲餓肚子餓上隔夜之後就開始接受到活化有性生殖程序的動員令，準備為民族存續而努力。

在實驗室裡我們都是將不同交配型的四膜蟲分開培養，只有在要讓他們進行配對時才把其中兩個交配型混合在一起。這時各自隔離已久的四膜蟲會釋放出類似費洛蒙作用的化學物質，刺激另一個性別的蟲蟲，於是在混合兩個小時之後，就可以看到天雷勾動地火，一發不可收拾的對對佳偶。接合開始前，四膜蟲的外觀型態會有一點點變化，前端部分延長，長出一個微微彎曲的吻狀構造，然後兩兩對上的四膜蟲就吻對吻地接合起來，好像接吻一樣。不過人類的法式熱吻濡沫相親實在不太衛生，四膜蟲的接合熱吻可是為了要交換遺傳物質。在交配之前的醞釀期中四膜蟲掌管生殖的小核(micronucleus)已經進行減數分裂，原先雙倍體的小核一分為四個單倍核，不過四膜蟲隨機選取了一個單倍核保留下來把其他三個都分解掉了，然後這個留下來的再複製一次變成兩個單倍核，當兩兩配對的蟲蟲開始接合熱吻時，就各自交換其中一個單倍核給對方，如此一來舊有留著的那一個單倍核跟自接合伴侶交換來的新單倍核融合，產生新的雙倍體小核而完成基因重組。既然是彼此交換，所以這兩個接合的四膜蟲新的雙倍體小核就是相同的，真的是從今以後就可以說，我核中有你你核中有我。四膜蟲真是你儂我儂多麼浪漫啊。

四膜蟲的七種交配型在一般情況之下，任兩隻不同交配型的蟲蟲都可以進行接合生殖，但是有時候某些品系卻不必跟別種交配型進行接合，而是自己可以跟自己同樣交配型的接合，這種現象稱為selfing。所以四膜蟲不但可以安分地當無性生物，可以跟其他性別的蟲蟲交配，還有同性戀行為。從小小一隻單細胞纖毛蟲，就可窺見情愛世界的繁複多樣。

顯微鏡下觀賞一對對接合著的四膜蟲是一種很有趣的景象。四膜蟲兩兩用前端的吻部相接在一起，在水溶液中擺動纖毛游著翻轉漂浮，看起來就好像蝴蝶在空中翩翩飛舞。梁祝的愛情傳奇，在原生生物的世界中有呼應的版本。這樣的接合可以進行多久呢？答案是可以持續好幾個小時不分開！寫到這裡，不禁想到如果人類好像喜歡強調勇猛持久，如此比一比，又是一個人不如蟲的例子了。

基因體時代來臨，纖毛蟲躍上擂台？

2001-12-15T23:08:00.000+08:00

為一篇文章打個廣告。在最新一期的期刊《遺傳學趨勢》(Trends in Genetics)上有一篇綜論文章，標題是「功能性基因組：四膜蟲時代的來臨」(" Functional genomics: the coming of age for Tetrahymena thermophila"，見附註)，內容介紹如何利用四膜蟲這種怪異的有纖毛的原生生物來研究基因的功能，並且展望四膜蟲能在後基因體時代對於功能性基因體的研究有所貢獻。

其實這是老王在賣瓜，自己賣自己誇。這篇文章的作者包括了加州大學聖塔巴巴拉校區資深的遺傳學老教授Orias，以及分別來自芝加哥大學與德州A&M大學的青壯派細胞與分子生物學家Turkewitz與Kapler，三人都是以四膜蟲為模式生物做研究，也是最想把這種生物推廣介紹給其他同儕的人之一。為什麼要熱衷地吸引其他人注意呢？因為當前的學術界發展的趨勢是標準的正向回饋運作－－強者愈強，弱者愈弱；愈是眾人關注的熱門東西，能夠吸引投入的人力物力資源也愈密集，各項進展因而愈快愈顯著。講得更實際一點，如果能夠說服其他同行讓他們相信纖毛蟲是個好用的研究體系，以後在申請研究計劃的審查與發表論文時，因為審查者對這個系統不熟悉而產生的主觀排斥心理也比較少。

除了這些技術面的操作之外，基本面的現實是如何呢？為什麼這群玩纖毛蟲維生的人敢誇口說四膜蟲可以對於功能性基因組的研究有所貢獻？最主要的原因，就是人們當前對於解讀基因組密碼或是選殖基因的本領，遠遠大過於探究解析基因功能的能耐。因此，雖然長久以來生化學家不斷地純化出許多蛋白分子與酵素，分子生物學家更是很容易就找到新的基因並且解析序列，但是如果追問這些基因或相對應的蛋白質到底在活體細胞中變什麼把戲，有一大半的機會是沒人能夠回答的，原因就是他們採用的實驗體系不利於入手從事基因功能的研究。近幾年來各個生物的基因圖譜一個一個被解讀完畢，根據序列的預測，研究人員馬上就能得到一大堆未知的新的基因，想了解這些基因的功能為何、參與或調節怎樣的生理生化反應，更需要有好的研究體系來實驗操作，否則科學家面對基因組資料就像是給不懂法文的人一本法文書，雖然猜得出可能哪些是一個字那些是一個句子，但是看不懂內容，實質上仍是毫無意義。進入後基因體時代，許多人大聲疾呼必須著手在功能性基因體的研究上。四膜蟲就如同其他主流的實驗模式生物，正是少數幾種已經建立出研究技術與方法，可以用以探究基因功能的生物。

不過，坦白說，實驗體系的技術與方法其實是做研究的硬體工具，工欲善其事，必先利其器，四膜蟲確實是一個可以入手的工具，不過有硬體還不足，做研究主要還是要有聰明的心智來主控。能有好的點子，提出可以測試的假說，建構足以解釋當前所觀察到情況的模型，知識才能累積，典範才會精練。在功能性基因體研究的擂台上，用纖毛蟲為材料的研究者端出了四膜蟲這樣一件兵器，但是有了利刃後，到底要施展出什麼招式應對，內功的修為夠不夠，才是決定是否真能立足武林的關鍵。

附註：Turkewitz, A. P., E. Orias and G. Kapler. (2002). Trends Genet. 18(1): 35-40.

挑克隆

2001-09-30T12:19:00.000+08:00

挑克隆？這三個字聽起來真是有一點莫名其妙。其實這是我們實驗室裡那群大陸人精妙的中文翻譯。挑(pick up)是動詞，克隆(clone)是名詞，挑克隆者，蓋 pick up clone 之謂也。

Clone這個字當名詞用，是表示一群相同的細胞或個體，像複製的動物之間彼此也可以說是clone。一個clone通常是由單一個體或細胞所增生複製而來。我們在實驗室裡作實驗時，為了控制實驗變因，減少因為個體差異與不同基因背景所造成的複雜與困擾，常常都要挑出一個單一個clone。至於要怎麼挑出來，在不同的生物或細胞就有不一樣的方法。

對於大腸菌或酵母菌等等可以長在固態培養基上的微生物，挑出單一的clone是最簡單不過了。只要我們養菌塗抹的時候濃度不要太高，塗抹時均勻把一隻一隻的細菌或酵母菌分得開開的，經過不斷分裂之後這些小生物就會在固態培養基上長出一個個小菌落，每個小菌落都是由一隻細菌或酵母菌繁殖出來的，當然就是一個 clone了。病毒跟噬菌體的情況也差不多。以噬菌體為例子，噬菌體是以細菌為宿主的病毒，一般噬菌體在大量複製後從細菌釋出，會把細菌殺死裂解掉。我們要噬菌體，就在培養基上養一層高密度的細菌當作溫床，噬菌體把宿主殺死了，這片細菌草地("lawn")就形成一個個溶菌斑(plague)，每個斑也是由一隻噬菌體繁衍出來而形成的，同樣也是單一個clone。對於菌落或溶菌斑，我們用牙籤把菌落沾起，或是用吸管頭把溶菌斑挖起就解決了。

如果是體型比較大的生物個體，只要一隻一隻抓出來分別培養，重點是要怎麼把一隻一隻分開。大一點的動物如老鼠，抓一隻是一隻，抓好小心不要被咬了就是了。小一點的生物像果蠅，可以拿鑷子挑。不過果蠅會飛怎麼辦？這簡單，利用乙醚或二氧化碳去麻醉，古文說百足之蟲，死而不僵，果蠅是六足的昆蟲，麻醉了不必弄死（也不能弄死，死了實驗就沒得做了）就已經僵直，乖乖地任你處置。至於更小一點的線蟲，就要開始培養細心耐心的功夫，用小蟲鏟慢慢沾，不過反正線蟲就在培養皿中蠕動來蠕動去，爬行速度緩慢，做實驗的功夫練熟，手腳俐落一點，也不算太麻煩。

各種方法難易雖不同，比起挑纖毛蟲的clone，還是小巫見大巫。纖毛蟲活在液體中，游動的速度又不慢，細菌酵母菌那招行不通，得要一隻一隻挑。但是纖毛蟲既不能用鑷子夾，也無法用蟲鏟沾，只好另想方法。雙手不夠用，嘴也得用上。要挑出單一的纖毛蟲，必須用毛細管當工具，先把玻璃毛細管拉成尖細的針頭，然後接上一條塑膠管，人呢就用嘴含住塑膠管的另一端。要挑蟲了，用嘴巴把纖毛蟲連同液體一隻一隻吸到毛細管中，再一隻一隻慢慢吐到另一個培養盤。這一吸一吐，力道要拿捏好，總不希望一邊做實驗一邊還把自己的實驗材料吃下肚子去吧。有時候特別要挑出正在行接合生殖的細胞對，或是要挑出混雜在正常細胞中的突變細胞，還得設法追著游動的細胞吸。除了會吸，要準確吐出來時也是技術。吐太快，一次好幾隻都一起出來，就不是單一細胞了；吐氣太小，纖毛蟲在毛細管中不出來，吐到後來自己沒氣了還得中途換氣呼吸。纖毛蟲太小，肉眼看不清楚，必須在顯微鏡下操作。頭挨著解剖顯微鏡，一手持著毛細針頭，一手調整培養皿的位置與調焦距，嘴裡還銜著一條長長塑膠管，不僅模樣不太雅觀，其實也挺累人的。顯微鏡看久了容易頭昏眼花，操作姿勢不良會腰酸背痛，再加上嘴裡含著一條管子，嘴巴酸口水流，剛開始不習慣總是挫折連連狼狽不堪。

不過，做實驗嘛本來就是這樣，我們光動口動手，或許還有別人得動手動腳兼動腦。要是以為所謂的科學家做實驗時，都是像電視電影裡頭穿白衣拿著記事夾的帥哥美女那般光鮮優雅俐落的景況，看到我們挑細胞時這種全副武裝張牙舞爪的模樣，一定覺得形象幻滅吧。

纖毛蟲分子生物學年會之三：基因組計劃

2001-08-16T10:34:00.000+08:00

隨著進入後基因體時代，對纖毛蟲進行研究的科學家們也不願落居人後。其實據說早在四年前就有人提議是否應該開始纖毛蟲的基因組計劃，不過大多數與會者認為為時尚早；兩年前的上一次年會中再次有人倡議要對四膜蟲(Tetrahymena thermophila)的全基因組進行定序，當時的討論就轟轟烈烈，不過還是沒達成結論，只有幾位熱心又有餘錢的研究者開始了EST的初步建構與定序。到了今年，大家都認為基因組計劃勢在必行，而且必須早日著手。只是問題來了－－錢從哪裡來？由誰來負責？預期成果為何？還有，要定序的對象是誰？

要定序的對象是誰？不就是四膜蟲嗎？以一般作為實驗用的基準型品系(reference strain)來定序不就可以了？原則上是如此沒錯，但是別忘了，纖毛蟲有兩種核：大核與小核。大核發育的過程中染色體DNA會剪接、重組、斷裂，有許多小核擁有的核酸序列就在這樣的過程中被移除了，所以大核與小核的基因組其實是不相同的。現在要對基因組定序，到底要定哪一種核的序列？不同的研究者就有不同的考量了。

研究纖毛蟲大核染色體DNA的研究者說話了：我們應該要對小核定序，才能知道到底有哪些特定的小核序列標記與指引著大核DNA剪接與斷裂的訊息。研究被移除序列攜帶的基因的分子生物學家也附和：沒錯，該對小核定序，因為被移除的序列中的基因有許多有趣的現象，也藏有不少資訊，可以提供為何纖毛蟲演化出這種獨特細胞核雙重性的線索。興趣在演化的研究者更進一步倡議：別忘了，纖毛蟲歧異度如此高，可別把目光集中在四膜蟲與草履蟲身上，像Euplotes等也應該列入考慮，以供比較與分析演化譜系之用。

但是其他人有不同的意見。

大多數以纖毛蟲為模式生物研究其他生命現象的研究者，都認為當前首要工作應該專注於大核基因組的定序。大核載錄的基因足供細胞維生所需，而且由建構EST 的初步結果來看，有不少人類的基因在四膜蟲中也有相對應基因，況且有不少這樣的基因並不存在於其他主流的模式生物上，所以可以藉由探討四膜蟲的基因功能來推究人類的基因功能。對於這個考量，趕緊知道大核中到底有哪些基因，有哪些是可以進一步研究的，遠比去了解小核大核的分化決定序列或纖毛蟲的演化關係迫切。這一派的倡議者並且表示，由於小核的基因組帶有被移除的序列，所以整個小核基因組比大核多了10-15%，在當前資源有限的情況下，應該做最經濟有效率的決定，等到大核定序完成，第二階段再對小核定序。

來自The Institute of Genome Research (TIGR)的一位技術諮詢人員看多方各有各自的意見，他以第三者的身分提出觀點。Graig Venter當年籌組TIGR就是要推動基因組計劃，而當賽雷拉(Celera)公司展現了全基因組散彈槍法(whole-genome shotgun method)的成功之後，TIGR就成為提供其他生物的基因體定序服務的單位。他說：TIGR跟許許多多的團隊合作過，已經看太多失敗的例子。這些案例大多數都是一開始沒有決定好方向，以至於半途而廢或是半路改弦易輒，徒然耗費時間金錢與人力。以他的觀點來看，現今TIGR的自動化定序技術已經成熟，工作效能其實不是限制因子，如果一切計劃妥當，真正去進行生化反應與定序的時間極為短暫，重點是資金的籌措。他認為只要研究纖毛蟲的科學社群能提出一套理由說服NIH或是NSF等聯邦單位資助，定序根本不是難事。只是研究纖毛蟲的人似乎歧異甚大，沒有結論。

另一位進行基因組資料庫維護的顧問則提醒大家：基因組定序是大工程，也是項昂貴的工作。定序完成只是初步工作而已，必須有專職人員負責對基因組資料進行註解(annotation)，跟其他的資料庫進行比對與鍵結，撰寫網頁搜尋介面，否則只是一連串無意義的遺傳密碼。他以果蠅的基因體資料庫為例，當初註解的全職與兼職人員就包括了生物學背景與資訊科學背景的博碩士數十人，支付人力資源的預算甚高。隨著在實驗檯上實際驗證後新的結果發表，原本的理論預測還必須要更新，改正謬誤，以及定期做”再註解”(re-annotation)。所以基因組定序不是大家覺得該去做就足夠了，而是要真正投入金錢與資金，當作一回事來做；不能只是在自己既有實驗計劃之外的副業，以為出錢交給人家定序就搞定了。

冗長的討論進行了三個小時，還是處於「一個計劃，各自表述」的分歧狀態，與會者大多耐不住性子聽下去，於是就散會了，一點建設性的結論也沒有。我不禁對這些擁有Ph.D學位的科學家新秀或大老們有一點失望。不過，我的失望來得太快，因為大家也知道再拖兩年，纖毛蟲就會離主流研究體系更遠了。所以當各方人馬在大會上都暢所欲言之後，他們又另外召開了小組會議，這一回就有結論了。會後小組召集人宣佈：不同領域的研究員皆同意當前先對四膜蟲的大核定序，交由 TIGR以散彈槍法進行。資料庫的建構參酌酵母菌與果蠅基因組的模式，並且要大家提供意見與理由來遊說聯邦政府資助。計劃初稿將由幾位研究者聯合執筆，趕在今年秋天提出，預計明年初可以知道聯邦政府的核定結果。如果一切順利，2003年下次年會之前，纖毛蟲的基因組計劃第一階段應該就能完成了。

大會的討論是尊重民主的誠意，讓大家知道有多少不同的意見與議題要注意。原來在當今基因組定序的瓶頸與難關已經不再是技術層面本身，反而是計劃的方向，預期的目標，與後續的維護。科學與技術不再是問題，人變成了中心議題。在台灣侈言要戮力發展生物科技與基因體研究的當下，應該也要看清這一點。大會討論的混亂與鬆散，到了小組會議卻很快產生共識與展現效能，顯示決策者的彼此包容與顧全大局，以及遵從專業的信賴。當大家都明瞭輕重緩急時，共同利益與目標就突顯出來，也不會有要求齊頭的堅持了。這一點似乎更是光講究民主卻日趨庸俗的台灣所應該深思的。

纖毛蟲的基因組計劃就要開展。成果為何，真能達成預期目標？就拭目以待吧

纖毛蟲分子生物學年會之二：特殊與普遍

2001-08-10T21:33:00.000+08:00

看到來自世界各地的研究者，對於千奇百怪的纖毛蟲進行各項課題的探討與研究，除了讓自己眼界大開之外，也因為自己其實對於纖毛蟲的生物學本身所知甚少這件事感到汗顏，忝為身為一個以這類生物為材料做實驗的研究生。但是，自從會議的第一天開始，其實就發現這樣的落差不是我一個人所獨有，與會者之間彼此存有極大的差異，這項差異直接反映在每個人的研究題目與興趣上，也把各自的科學研究置於不同的立足點，以不同的角度與哲學理念做實驗。

這項決定性的差異可以歸納為兩個詞：特殊與普遍。

有一大半的與會者的研究課題是真正專注在纖毛蟲的生物學上。比方說，有些研究者關心的是大核與小核如何發育特化的，大核的染色體DNA是如何重組剪接與斷裂，剪接不要的DNA上仍然帶有哪些基因，如何活動。有些種類的纖毛蟲具有獨有的結構，比方說身上長出一個像彈簧的構造，藉由改變鈣離子的濃度，這個彈簧構造就會屈曲或延伸；有一些纖毛蟲體內還有特殊的胞器稱為 hydrogenosome，像是粒線體的表親，而研究這個胞器的演化起源的科學家，則是以寄生在蟑螂腸子中其中的一種特殊的纖毛蟲為對象。還有許多人研究草履蟲的”老化”與”回春”現象－－為什麼分裂過幾十代之後，有的草履蟲就無法再產生具生殖能力的後代，但是有時候或經過某些處理，這些老化的細胞卻又可以重新返老還童？這些科學家我們應該稱之為”真正的纖毛蟲生物學家”，因為他們是想專注在了解纖毛蟲的真面目，想知道纖毛蟲這些奇奇怪怪五花八門的型態構造與生理代謝到底是怎麼一回事，想探討這些奇妙古怪又是纖毛蟲所獨有的現象是如何發生的。

另一半的人(包括我們實驗室的老闆夥計在內)，如果冠上「纖毛蟲原生生物學家」一詞就分明是沽名釣譽。這樣的研究人員只是利用某一種纖毛蟲－－通常就是四膜蟲 (Tetrahymena)或草履蟲(Paramecium)－－為模式生物，來研究某一特定的生理功能或生化反應。所關注的題材可能是染色質的修飾與基因表現，可能細胞骨架與運動蛋白(motor protein)的功能，或是端粒體與端粒脢的活性與作用機轉，所以他們可能是分子生物學家，是細胞生物學家，是分子遺傳學家。這樣的研究人員感興趣的是普遍存在包含人類在內的各種生物均有的現象，纖毛蟲只是一個上手的工具。

第一類的研究者關心的問題恰是纖毛蟲獨特之處，是各式各樣的纖毛蟲為了生存所需，經長久演化所特化出來的許多特質；第二類的研究者則著重於某普遍法則，可以適用推廣到其他生物體系。到底哪一種研究才是重要的？其實如果把科學看做是人類心智活動的產物，純粹是為了滿足人類的好奇心與求知慾，用這樣的觀點評判，不論是特異現象或是共通法則，只要能把事理探究清楚解釋圓滿，都是好的科學。然而，科學真的只是單純地探索新知滿足好奇心而已嗎？什麼樣的題目才是重要的科學研究？什麼樣的研究發現的貢獻比較大？

身為一個理學院出身的研究生，當被許多醫學農學甚至工程背景的朋友質疑我們學生物的做這些研究”到底有什麼用”的時候，實在很想去解釋並非每一件事都必須是「有用的」才值得去探討，況且當下看起來沒什麼用的事情日後說不定也會變成「很有用」。不過，坦白說，光以純粹真理追尋與求知的渴望來辯解，我其實是有些心虛的。如果科學探索能夠對於人類的福祉與生活有直接的關聯，大家或許還是比較容易感到興味盎然，尤其在現在絕大多數的生物醫學研究都必須耗費金錢，而絕大多數的研究經費又都是由政府機構所資助，花用的都是納稅人的錢，科學家又怎好光去描繪不可確知的遠景，光去運用社會資源只求慰解一己的興趣與好奇？

回到上述的年會的與會者與研究。由於研究題材的普遍或專一的程度不同，其他生物學社群同儕感興趣的程度也不同，前面談到的兩類研究者能夠發表論文的機會與期刊也就有顯著不同。專屬於纖毛蟲所特有的現象大多發表在專門的期刊學報上，這些期刊的發行量比較少，閱讀的都是從事相關課題研究的人，比較不為人所知，被引用的受注目的機會也相對較小；反之，探討生物普遍共通現象的學者就有較多的機會把成果發表在大家耳熟能詳的知名刊物，因為他們的研究報告可以有比較廣的觀眾群有興趣，也比較容易”功成名就”。聽到幾位已經參加過好幾次年會的人說：纖毛蟲研究者的社群規模有漸漸縮小的趨勢，開會的人數一屆比一屆少。我想，這正是因為在今日資源有限，市場經濟的競爭與優勝劣敗的淘汰等規則也主宰著科學界的情況下，冷僻的專門的研究變成了弱勢小眾，吸引不了新血投入。看到這些持續對纖毛蟲做研究的研究者，還能守著日益冷清與隔離的崗位，不禁對於他們可以忍受孤獨而感到欽佩，但是也不免去猜想當纖毛蟲研究變成退居邊緣的景況後，還能夠支撐多大的社群。

同時處在尷尬的情況中，我們這種只是以纖毛蟲的體系為範例來試圖理解人類與其他生物體系的現象的第二類人，當我們的研究在他處受到別人的關注與討論時，在這個年會上卻感到有一點孤獨，因為我們不會又社群萎縮的危機，不同是天涯淪落人。因為我們不是「真的」研究纖毛蟲，也沒有興趣僅止於去探索纖毛蟲，我們可以說自己的眼光比較崇高，視界比較開闊嗎？

不知道那些以當道的主流模式生物如酵母菌線蟲果蠅或老鼠為材料的研究者，在遇到”純粹的”酵母菌生物學家或線蟲或果蠅或老鼠生物學家時，有怎樣的評論與意見。

纖毛蟲分子生物學年會之一：千奇百怪纖毛蟲

2001-08-07T12:10:00.000+08:00

纖毛蟲(ciliate)是原生生物(protozoa)的一支，由於演化起源得早，原生生物彼此之間的歧異度恐怕不亞於其他生物歧異度的總和。我雖然早已多次在文獻中讀到類似的敘述，但是這一次參加這個年會，聽到各個場次來自世界各地不同的研究者報告他們的成果與進展，才真正親身經歷到所謂纖毛蟲的多樣與紛雜。

在每一天的上午與晚上有不同主題的演講，下午則有壁報展與workshop。每一個主題包括了數位研究題材與範圍相近的演講者。這些主題包括：

纖毛蟲大核(macronucleus)的發育與大核基因體的重組；
染色質與基因表現；
染色體端粒體(telomere)與端粒脢(telomerase)；
纖毛蟲的生理與生態；
纖毛蟲的分子演化；
纖毛蟲特有胞器與細胞骨架

就以大核的發育為例。細胞核的雙型性(nuclear dimorphism)是纖毛蟲特有的現象，所謂的雙型性就是纖毛蟲具有兩種不一樣的細胞核：負責生殖的小核(micronucleus)，以及負責營養所需的大核。大核與小核都是在纖毛蟲行有性生殖之後，由完成基因重組的新細胞核發育而來的，平時細胞維生與代謝必須倚靠大核，所以大核的基因一直保持在可以進行轉錄的活動狀態，但是小核的功能則是有性生殖時進行減數分裂，平時閒閒沒事，染色體包裹成緻密的狀態，不進行基因的轉錄。另一個特殊的現象是小核的染色體就跟絕大多數的生物一樣是雙倍體，染色體都是成雙成對的，然而大核的染色體卻是多倍體，同樣的染色體不只是有一對，而是數十條。一隻纖毛蟲到底有幾個大核，有幾個小核呢？答案是：依品種不同而不同。四膜蟲(Tetrahymena)只有一個大核與一個小核，草履蟲(Paramecium)則有一個大核與兩個小核，可是另外有一種纖毛蟲卻有一個大核跟上百個小核，可以想見不同種的纖毛蟲對於大核與小核的形成機制與染色體DNA數量的控制機轉，一定不盡相同。所以雖然通通都是纖毛蟲，不一樣就是不一樣。

大核雖然與小核都有同樣來源，但是在發育成大核的過程中還是有種種的變化，使得最後大核與小核的染色體DNA不盡相同。除了多套數與雙套數的區別之外，大核的染色體會重組與斷裂。重組發生在特定的DNA序列上，這些重組位置的DNA有特殊的排列，稱為內部剪接序列(IES, internal excision sequence)，纖毛蟲細胞中有特殊的酵素系統與調節蛋白會識別這些IES的標誌，然後把兩段IES中間的DNA移除，之後再重新接起來。不同的纖毛蟲有不一樣的IES，中間序列移除後留下的痕跡也不一樣，四膜蟲的剪接是不精確的剪接，每次留下來的殘留序列不盡相同，但是草履蟲與Euplotes則會精確地在剪接位置上留下一樣的序列。而這些頭尾夾著被移除DNA的IES有的是同向的重複序列(directed repeat)，有的則是反向的(inverted repeat)，看著看著又讓人想起Transposable element的跳躍基因模式。難道纖毛蟲演化出這樣複雜的染色體剪接跟跳躍基因也有關聯嗎？除了剪接，大核染色體還會從染色體斷裂區 (chromosome breaking site)斷裂成一小段一小段，四膜蟲與草履蟲每個片段都還有好幾萬甚至幾十萬個鹽基對，帶有許多不同的基因，但是Euplotes的大核染色體卻只有幾千個鹽基對的長度，每個小染色體上只有一個基因－－又再一次看到不同的纖毛蟲演化出不同的樣態。

目前對於大核小核發育所知最多的莫過於四膜蟲了，然而不僅現在對四膜蟲大核發育的確切機制弄不清楚，另外還有那麼多各式各樣的纖毛蟲表親們尚待研究，難怪有人說研究生物永遠不怕沒題目。不過，去瞭解這些現象固然十分有趣，但是不免有所質疑: Who cares? 生物世界的豐富與多采多姿遠遠超出我們的想像，所以研究題材在你我有生之年還不至於有匱乏的一天，但是，花費心血與精力去了解一種與眾不同的獨特生物，除了自得其樂之外，還有沒有別人關心？對於整個科學與人類社群的關聯又有多大？從更現實的一面考量，這樣的研究有誰願意資助呢？

資源有限的的科學社群，固然沒有足夠的財力物力與人力，去全面解開林林總總不一而足的謎團；而纖毛蟲千奇百怪，人類或許更沒有充足的好奇心，可以與之匹配。

圖片取自 http://members.magnet.at/p.eigner/Diversity.html

解讀人類基因組的人(三)：成者為王，敗者為寇？

2001-06-12T14:29:00.000+08:00

Craig Venter 領了獎，發表了得獎演說，講演結束就是回答問題的時間。美國人聽講發問是很自然的事，不像我們亞洲國家的教育系統教出來的大多只會乖乖聽著，所以討論踴躍，什麼問題都有－－包括有人問他Celera會不會推出為私人的基因組DNA定序的服務。Venter還幽默地說，要先去問問前一陣子花錢搭太空梭上到國際太空站，從事世界上首例私人太空旅遊的老兄，看他還是不是仍然有錢沒處花。

有一個來自醫學院某系滿臉大鬍子，穿著實驗衣的老師問Venter，請他給在場的年輕學子與後進幾個建議。Vente不假思索地回答：不要懼怕嚐試新的東西，還有，要會使用電腦作為研究的工具。他認為以往花費漫長時間大筆精力在實驗台前苦幹，慢慢拼湊資訊的方式已經不能符合當前的步調，既然後基因體時代來臨，應該先把現有的大筆資訊加以分析，用整體關照預測可能的假說，然後實驗檯上的結果是最後的驗證工作，所以不可以懼怕使用電腦。

Venter的話恰好反映出他科學事業的進展方向。他知道潮流在哪裡，勇於嚐試新的構想，而且他對於電腦運用的信仰更是近乎崇拜。利用Shotgun method來對基因組定序成功，無疑地驗證了他的想法是對的，利用電腦龐大的運算能力，可以有效地介入解答生物問題的進程。不過，聽了他的話之後不禁讓我暗想，他的成功事例可以套用在別人身上嗎？到底勇於嚐試創新跟大膽異想天開的主意，在結果未知以前，兩者的差別有多大？電腦的數值分析與龐大計算能力，固然可以突破我們人腦所能處理的資訊量的限制，但是所有的分析理論與預測模型，還是要有實驗的證據來驗證與支持，所以有了電腦來超越理論極限是不夠的，實作方法與實驗系統也必須有同等的革新。

他自己最後也承認，其實創新與堅持若要獲得肯定，重點還是「最後要成功」("You have to success!")。他表示自己跟別人最大的不同就是他堅持到底的東西最後都辦到了，別人或許也有同等的決心與創見，但是沒能成功，一切就都枉然。換句話說，Venter自己深知在一切可自我掌控的條件之外，其實不問過程只管結果的蓋棺論定，依舊是最終的評價基準。成功了，不管原先別人怎麼說怎麼看待都無妨，因為事實擺在眼前；萬一不幸未能達成，就算自己確是真知灼見只是某種因素而時運不濟也沒用。所以，看來似乎是奠基於理性的科學，其實還是無可排除成敗論英雄的不可知因素。就好像物種的演化似乎是一步步朝某個方向「進化」但其實是隨機變異遭篩選留下的結果，看來似乎是有方向有目的而進步的科學，或許也是這種成者王敗者寇的擷選淘汰吧。

解讀人類基因組的人(二)：他在做什麼，我又在做什麼？

2001-05-27T20:59:00.000+08:00

Dr. J. Craig Venter在演講中談到了近三十年來研究與事業的轉折，我也不禁在想，在當時我在做什麼呢？

1972年他自UC San Diego拿到博士學位，最初任教於SUNY Buffalo，後來進入NIH工作一直到1992年離開創設The Institute for Genome Research (TIGR)為止。

（嗯，他拿到學位，我出生了。）

他說他早年接受的訓練是當一個生化學家，因此專注在神經元上神經傳導物質受體(neurotransmitter receptor)的分離與純化，後來他明白分子生物學的方法是大勢所趨，因此開始選殖受體的cDNA。結果在八○年代早期，他的研究群用傳統方法，利用放射性同位素標記進行反應，電泳跑膠，底片曝光後一個鹽基一個鹽基讀片子，定出了第一個自腦細胞選殖出的受體cDNA序列，花了他將近兩年的時間。不過，這也是他唯一一個利用傳統方法定序的cDNA。1982年，當他注意到有人發表了一種四色螢光標記用雷射判讀並可以自動化測定DNA序列的報告，立刻就跟那個研究群接觸，他的實驗室成為世界上最早試用DNA自動定序儀器原型機的幾個團隊之一。

(Venter開始自動基因定序時，我變成了國中生。生活就是小考週考段考模擬考，當然最後還是為了聯考。)
(1993年，我讀大三，暑假開始到實驗室學著做研究，學會了如何利用傳統方法人工測定DNA序列，距離Venter開始試用DNA自動定序儀已經十年。）

後來，他覺得一個一個去選殖基因實在是太慢了，而且無法一窺某個狀態下的基因活動全貌，應該要有一個比較全面的方法來快速探討，所以提出了EST (expression sequence tag)的概念，對cDNA基因庫進行大規模的隨機測序。前人都是針對某個基因，設法把完整cDNA的序列定出來，但是Venter卻反其道而行，他不去定出某一個特定單一cDNA的完整序列，而只是去決定cDNA的兩端中某一端的部分序列，但是對象是任意挑取的許多許多基因庫中的基因，所以很快地就可以對某個生理狀況或細胞類型中所活動的基因做個快速的掃描，而且可以發現新的基因。Venter說，後來有一個研究果蠅的神經生物學告訴他，其實他也曾向 NIH提出相同的構想來申請研究經費，但是審查者卻把他的研究計劃退回了，加注意見說是不切實際、不可行。諷刺的是，這位神經生物學家收到研究計劃退件的當天，正是Venter在1991年把關於EST的論文發表在《科學》(Science)上的同一日。

(1993到94年之間，當時我跟著實驗室裡的老師與學長，也把一個鯉魚卵巢cDNA基因庫的所有基因進行了一端的部分定序，所有的資料就存在電腦的硬碟裡，除了挖出幾個基因變成學長與我後來碩士論文的題目，這些資料就靜靜躺在磁粉的排列中。四年後，當我服完兵役重回校園，第一次留意到EST這個新名詞，才猛然驚覺原來我們做的就是利用這種EST的概念。但是，直到今天，在生物資訊學喊得震天價響的網路時代，我們那堆EST還是暗自藏在硬碟中，跟著老師退休了。)

然後，當大家嘔心泣血在實驗室裡一段一段去mapping的時候，當公家經費不願撥給太冒險新奇的主意時，Venter遊說了一大票投資人，找了一群電腦程式設計師與數學家，開始嚐試把一種新的定序策略付諸實現。

何謂開創？何謂領先？何謂落差？何謂邊陲？我彷彿有了新的領悟。

解讀人類基因組的人(一)：基因圖譜怎麼破解

2001-05-26T18:57:00.000+08:00

昨天去聽了兩場演講，演講者是Dr. J. Craig Venter。他獲得Rochester Section of American Chemical Society所頒發的年度Harrison Howe Award(註)，昨天前來領獎並發表演說。留意生物科學與生技產業新聞的人大概就知道Craig Venter是什麼人物。他就是賽雷拉公司(Celera Genomics Corp.)的創辦人兼董事長兼首席科學家，人類基因圖譜就是由Celera在短短兩年多內解讀完成。除此之外，由於Celara的加入，果蠅與擬南芥 (Arabidopsis)的完成都比原先預估提早數年，而日前Celera也宣佈已將老鼠的基因組解讀組合完畢，而且已經進行註解 (annotation)。

人類的基因圖譜有兩個團隊分別解讀完成。除了私人的Celera，另外就是由美英法日中共等五國學術單位共同組成的團隊，兩個團隊去年年底共同宣佈完成基因圖譜草圖，並且在今年二月分別把結果發表在＜科學＞(Science)與＜自然＞(Nature)上。兩個團隊彼此之間其實既是合作更是競爭的關係。在商言商，私人資金贊助Celera當然就是要獲利，但是對國際學術團隊而言，科學資訊應是無償公開給整個科學社群，所以在這些資料的發表與使用權上曾經有所歧見。不過，老實說，如果沒有Celera的競爭壓力，恐怕人類基因組還得延遲兩年到五年才會完成解讀。

除了資訊使用的歧見之外，Celera跟國際學術團隊在解讀與定序也採取截然不同的策略，事實上正是因為Celera採用的新方法，才使得他們能夠以驚人的速度後來居上，寫下解讀基因圖譜的歷史中將永遠被人傳述的一章。

人類的基因組大小是 2910000000 bp，但是現行定序DNA的儀器精確定序的限制是平均500-700 bp，所以要解讀全部的基因圖譜，必須把染色體DNA切成一小段一小段大約是幾百個bp，這樣才能有辦法去讀出一個一個密碼，最後再組合起來。傳統方法－－也是國際學術團隊採用的方法－－是先定出整個基因組中各個基因標記的位置，然後根據這些標記，建構出大片段DNA的相對關係，每個大片段再切成小一點的片段，再切成更小的片段，一直到大小約為小於1000 bp左右，就可以用儀器把遺傳密碼一一讀出來。在這個把大片段碎分成小片段的過程中，必須一一去決定彼此之間的相對關係，哪一段是哪一段來的，哪一段在前哪一段在後，因此必須耗費相當多的人力與時間，不過好處是如果過程都正確無誤，只要每個小片段都解讀出來，整個基因組也就依序組合出來了。

Celera採用的方法稱為「全基因體散彈槍法」(whole genome shotgun sequencing method)，所謂的「散彈槍」法主要是因為他們並不去一一追蹤或決定每一個小片段究竟是怎麼來的，而是直接去定序，猶如亂槍打鳥一網打盡，所以稱為散彈槍法。每個小片段解讀出來了，就交由超級電腦去組合，由於各片段中會有重疊的部分，所以根據小片段序列重疊部分的上下文，經過複雜精密的比對與運算，就有機會把整個基因組排列出來。

用個比方來解釋：解讀基因圖譜就好像謄寫一套百科全書，書中有29億個字，分成二十三大冊，但是我們實驗提取基因體DNA時，這23對染色體可沒有編號依序排好，所以就像拿到的是沒有頁碼沒有裝訂的書，所以無法從第一冊第一頁第一行第一個字依序一一往下念；更糟糕的是每次我們只能抄謄幾百個字而已，所以人們要謄寫好整套完整可讀的書，必須把整套書拆開，每本都一頁一頁拆解，再把每一頁都割開來分成只有幾行字的片段，同時每段分別同時去謄寫。傳統方法就是先把每冊書都拆成幾小本，檢查一下插圖與章節，確定每小本書的相對章節；然後每一小本又拆開成幾章，然後把這幾章排好順序；再拆成幾頁，排好順序；每頁又撕開，檢查相對關係排好順序....如此重覆一直到每一小部分只有約一千字左右的內容，然後就有能力把這一千字左右一一抄出來。但是Celera不花費力氣在這麼多拆解與確定順序上，他們只把書分成幾個小本之後，就一頁一頁扯下來同時去抄寫了，也不管是先抄到哪一頁後讀哪一段，反正每段都會拿到，然後把所有的內容交由超級電腦，根據上下文去重組。

許多人質疑Celera的方法應用在哺乳動物基因體的可行性。因為哺乳動物的基因體中帶有太多重複小單元片段，這些小片段動輒反複出現了幾百幾千次，利用電腦重組遇到這些重複片段就無法決定到底該放在什麼地方，更別說排出上下文了。當初Celera進行人類基因組圖譜重組的電腦演算法中，把國際學術團隊所定出的基因標記也加入其中，所以有人認為Celera光用散彈槍的方法其實是無法完成的。然而，在Venter昨天的演講中提到，Celera最近成功地完成老鼠的基因圖譜定序，而且這次並沒有把老鼠的基因標記的資訊加入程式中。當初他們擔心老鼠的片段重組工作會比人類困難，因為老鼠的重複單元片段更多，不過他們最後發現電腦的重組比預期快很多，顯示他們的演算法比預期中還要有效，因此他們決定重新跑一次程式，把人類基因組的圖譜再組合一次，且這一次不使用基因標記的定位，結果新的結果比原先重組的草圖精確度提高十倍。因此，Venter 認為他們的方法不僅省時可行，而且可信度也比較高。

老王賣瓜，究竟Celera所得到的基因組圖譜品質是否真的比較好，這需要仔細去檢驗才知道。不過，不論如何，Celera的例子明確說明了一件事：科際整合的重要。數學家與電腦程式設計人員所設計繁複的演算程式，是散彈槍法的不可或缺的核心。就像在五○年代以後物理與化學方法引入了生物學的領域中，電腦在基因體或後基因體時代所扮演的角色將會日益重要。或許，唯有不斷援引新的方法與工具，才能成就非凡的事業。

(註)本來以為這個Harrison Howe Award只是美國化學會在我們這區的分會所發的小獎，沒什麼大不了的。但是一看介紹，才知道這個獎是專門頒給具潛力的卓越青壯化學家，在過去的獲獎者中，有40%於獲獎後十年左右也獲得了諾貝爾獎，所以這個獎其實眼光獨到，堪稱是頒給大師的先期指標。幾十年來有兩位華裔得獎人，都是台灣人：李遠哲在1983年獲獎，而1998年的得獎者則是中研院院士醣質生化學家翁啟惠。

我是學生物的

2001-05-13T21:33:00.000+08:00

其實自己一直有一點驕傲地告訴別人我是學生物的。原因當然不是因為陳總統說今後每年應該至少投入一百億新台幣的經費在生物科技的研發上，更不是因為呂副總統說發展生物醫學可以算國防工業保台灣，認為如果台灣發展出長生不老藥，全世界都會護著台灣免於遭中國的侵犯。

當初決定讀生物，與其說是高瞻遠矚的務實遠見，不如說是年輕浪漫的理想情懷。看吧，就像＜未央歌＞這樣不食人間煙火的校園小說裡的主人翁，寶笙與小童都是生物系的學生。但是學生物的人有什麼特殊的地方？如果沒有具備或是沒有期許自己有不同的特質，學生物又有什麼值得自傲自尊的呢？

大三那一年，東海生物系林俊義老師受聘為系上的兼任教授，開了一門生物哲學的課。當年他開始由學界與社運跨入政治圈，當選國大代表，必須在陽明山上打混仗，所以他只好利用隔週的週末下午一口氣上五個小時的課，跟我們談談科學與生物學的本質與內涵，化約論與整體論，以及重組DNA與生態自然的問題。事隔多年，林老師在課堂演講的內容我多已記不清細節，不過對於他第一堂課的引言導論印象深刻。既是開場白，就比較不拘形式跟內容，隨心所欲東談西扯，但是他提到對於我們主修生物學的大學生的期許時，則拿起了粉筆，在黑板上刷刷刷地板書起來。他說了四項應有的特質：

1. Ability to express yourself clearly to others.
2. Ability to synthesize from pieces of facts into a coherent idea.
3. Ability to find, store, and retrieve information.
4. Humanity: to be empathy for men and nature.

我要讀生物，因為我喜歡生物。當年我這樣決定並且告訴自己。
我喜歡生物，因為這是個活的有生命的世界。這是個複雜與單純，分歧與統一並存的世界。這是個讓人目不暇給，但又不是漫無章法的世界。但是這樣的想法跟目標能夠跨出象牙塔之外，落實在生活的柴米油鹽中嗎？

時光流轉，昔日上課做實驗的老系館已經移作他用，嶄新的生命科學大樓高高矗立在校園的另一端。當年聽說有人倡議要去建構人類基因的圖譜，如今已經堂堂邁入後基因體時代。帶有理想浪漫色彩的學者後來真的從政了，也正如一如所料地又從官場上淡出。在今天，培養皿中的幹細胞可以誘發分化成分泌胰島素的細胞類型，生殖學家可以把卵核或細胞質移植來移植去對新生兒進行某種程度的操弄，吃的薯條洋芋片裡有抗蟲害的基因，基因與蛋白質資料庫裡的位元量以數量級為單位激增，華爾街股票價位隨著基因組計劃的完成或是抗癌藥物的發明的暴起暴落。

在這樣的時代，不必管你喜不喜歡生物了，大家等著要學生物的上場發揮：提振景氣發展知識經濟要倚靠，丟錢投資的巴望幫著賺大錢，還有－－要幫台灣抵擋中國的飛彈。

在這樣的時代，不知道重人性，對於人類與自然有同理心與眷戀之情的期許，到底是過時的空言高調，還是終極本源。

纖毛蟲不是動物，酵母菌不是植物

2001-04-30T07:05:00.000+08:00

有個讀醫學院的朋友曾問我：你們學基礎科學的用酵母菌，線蟲，果蠅等等這些生物做實驗，究竟有何意義？有什麼用？像你們實驗室用的這種纖毛蟲到底是什麼奇怪的動物？跟人類有何相關？

我想告訴她：妳問錯了，恐怕妳會更失望。纖毛蟲根本不算是所謂的「動物」哪。

相信大家都知道，小狗是動物，芒果是植物。地球上的生物如果不是動物就應該是植物，應該沒有既不是動物也不是植物的生物吧。那麼問個基本的問題：何謂動物？何謂植物？

其實，我一直覺得分門別類是一項庸人自擾卻又不能不做的事情。不能不做是因為物種太繁多了，基於人類溝通理解的需要，一定會把近似的相關的群組起來，不僅便於談論，也利於研究；但是既然生物的繁複多樣是漫長演化過程所衍生出來的，在演化的過程裡某生物可沒有決定說：嗯，好，我要變成一種叫做動物的東西...所以人類想用人為劃分的方式硬歸成幾類幾群，一定會有模糊曖昧或窒礙難行之處，真是自尋煩惱。然而，煩惱歸煩惱，還是要分類，所以分類學家也不至於沒事做了。

國中時上生物課，大家就學到生物的分類階層有界(Kingdom)門(Phylum or Division)綱(Class)目(Order)科(Family)屬(Genus)種(Species)七個階層，所有的生物分成動物界與植物界兩大類。這是林奈創立學名二名法時期的分法。大致上說來擁有細胞壁與葉綠體，能夠進行光合作用的自營生物歸類為植物；反之，沒細胞壁，有明顯的運動能力，靠著攝食其他生物或有機質的養分生存的異營生物，則被認為是動物。但是這樣的定義無法適用在所有的生物上，比方說：細菌要算哪一類？細菌有細胞壁，但是成分跟一般植物的細胞壁大不相同；有的細菌可以進行化學反應養活自己，但是卻不是靠著葉綠素行光合作用，此外細菌的染色體構造也跟其他生物截然不同，如此一來細菌到底算動物還是植物呢？再舉個例子：洋菇有細胞壁但是無法行光合作用，洋菇的生殖靠孢子，細胞的分化程度也跟一般植物不同，難道也要算是植物嗎？更曖昧的例子是一種單細胞生物眼蟲。眼蟲有眼點有鞭毛，會像動物一樣游動，還會趨光聚集在光亮處，而且沒細胞壁，看起來就像動物；然而眼蟲卻有葉綠體，可以靠著光合作用自己合成碳水化合物，這正是植物的典型特徵，所以眼蟲又被分類為裸藻，好像是植物的一員。凡此種種，都讓分類學家重新檢討修正原來的兩界論，而把一些生物另外劃分出來，獨立成為新的一個界，所以有各式各樣新的學說出現。現在一般普遍接受的分法是把生物分成五個界（這也是現今新版本的中學生物教科書中的分法），這五個界是：

　原核生物界(Kingdom Monera)
　原生生物界(Kingdom Protista)
　菌物界(Kingdom Fungi)
　植物界(Kingdom Planta)
　動物界(Kingdom Animalia)

細菌以及藍綠藻等生物沒有核膜環繞的細胞核，染色體是裸露的，歸在原核生物界中；所有的單細胞生物，不論是草履蟲變形蟲眼蟲還是單胞藻，只要細胞核有核膜屬於真核生物，通通獨立劃為原生生物界；香菇青黴菌等有細胞壁有菌絲，但不能藉由光合作用獲取養分的生物屬於菌物界；然後剩下的再劃分為植物與動物。所以，酵母菌是一種fungi，不是植物，而我們實驗室的主角纖毛蟲Tetrahymena則是標準的單細胞原生生物，也不再算是動物了。

喝湯的纖毛蟲

2001-03-28T19:40:00.000+08:00

記得大學時代某一年的諾貝爾生理醫學獎頒給了美國分子生物學家 Thomas Cech（他是歐洲後裔，名字依母語要念成”確克”），以表彰他的研究群對於RNA分子自身進行催化反應的研究與發現。當時就注意到他所使用的研究材料是一種很奇怪的單細胞生物，學名叫做 Tetrahymena thermophila，中文名稱稱為四膜蟲。四膜蟲跟中學生物課時看過的草履蟲 (Paramecium)是親戚，都是屬於纖毛蟲門 (Phylum Ciliophora) 的生物。不過就算後來選修無脊椎動物學時，課本講到纖毛蟲也只有寥寥一兩頁，根本不會想到自己跟這種小怪物到底會有什麼關聯。沒料到，數年之後，我因緣際會進了一個用四膜蟲當材料的實驗室，這個小傢伙變成了我往後幾年之間的依託，我的實驗我的論文，完全要倚靠這個小東西。

四膜蟲的大小不到一公厘，我們把牠們養在攝氏三十度的液態培養液裡，放在震盪器中搖動以增加溶在培養液中的氧氣。其實纖毛蟲很好養，室溫靜置也一樣長得活活潑潑的。據說我們實驗室以前有一個博士後研究員堅持培養時不去搖動牠們，她冠冕堂皇的理由就是：在自然環境的野外水塘中，那一隻纖毛蟲是整天被搖來搖去的？好像也有道理。

恆溫且容氧與營養豐富的培養液實在是太優渥的環境了，四膜蟲每三小時左右就會分裂生殖，一變二，二變四，四變八... 快速增生下去，分裂太多次之後四膜蟲也會老化，並且容易產生自發性的基因突變，遺傳性狀不穩定不利於做實驗。所以前人發展出一個方法來保持牠們活力但是延緩生長，這個法子就是用一種可以提供營養又不太營養的培養基來養牠們，並在液面上加一薄層油阻絕水分蒸發，然後靜置培養，在這個條件較差的環境裡四膜蟲的代謝變慢，可以保存比較久；當我們需要大量細胞做實驗時，就拿出一點點加到正常培養液中去恆溫室搖動培養，馬上就可以拿到許多精力旺盛的年輕分裂細胞了。這種有一點營養又不太營養的延緩生長用的培養基，到底是什麼呢？

答案是－－黃豆，雜貨店買來的黃豆！

把豆子丟到試管中，加上幾毫升的蒸餾水，旋上蓋子去高溫加壓滅菌，等到放涼了就完成了。大豆在高溫滅菌的過程中被煮熟，蒸餾水就變成黃豆湯，釋放出來養分正好提供四膜蟲維生所需。在這樣的條件下蟲蟲可以維持好幾個月不至於有老化的現象，所以實驗室每個人的實驗架上總有幾個試管架，插滿一根根裝著黃豆的試管，裡頭養著不同品系的纖毛蟲。當初我還是菜鳥在這個實驗室rotation實習時，就對這些管子底下那一坨圓圓白白黃黃的東西究竟是什麼而感到好奇，後來知道小小四膜蟲原來靠這些黃豆湯過活，不禁忍不住笑出聲來...

綠螢光線蟲

2001-03-25T16:21:00.000+08:00

雖然現在我的實驗室是用四膜蟲(Tetrahymena thermophila)作為模式生物，而非下面所談論的線蟲(Caenorhabditis elegans)，但是我對於線蟲卻有一種特殊的感情。

我們研究生在選定實驗室與指導教授之前，依規定必須到三個不同的實驗室實習，稱為lab rotation。這個規定的目的在於讓學生在挑選老闆跟研究主題之前先試探自己的性向，並且可以知道能否接受這個實驗室的人員與管理風格。我的第三個實驗室就是以線蟲為材料。那個實驗室很小，老闆是個剛聘任的年輕助理教授。由於rotation的時限只有短短三個月，所以老闆給了我一個小題目做。

那個實驗室研究的主題是醣化反應(glycosylation)，目的想了解細胞是如何十分專一而有選擇性地把某些碳水化合物基團接到特定的蛋白質上。一個可能的假說是：不同的醣化酵素基因在不同的細胞中活動，所以可以負責催化特定的反應。所以我的工作就是：把控制某一個醣化酵素基因表現的DNA序列接到一個綠螢光蛋白(green flourescent protein)之前，因此這個綠螢光蛋白的表現就會受到這段DNA的指引。換句話說，我們藉由觀察綠螢光蛋白在哪個細胞表現，就知道原本這段DNA所控制的基因在哪裡活動了。

實驗聽起來很神奇，步驟其實不複雜，但是技術就要小心精練。線蟲體積很小，長度只有一公厘，我們把牠們養在長了細菌的洋菜膠體上，要做實驗了就把一個個小培養皿拿到解剖顯微鏡下操作。

學習拿線蟲當實驗的第一課就是──如何移動線蟲。我們拿細細的白金絲用尖嘴箝用力一壓，再稍微彎一個弧度，就變成了一隻像是炒菜用的鍋鏟那樣的小工具，然後用這個迷你小鏟子輕輕地鏟起線蟲，或是把鏟底沾上一點細菌，然後用黏的方式把蟲子沾起來。練會了這一招，就能把蟲子從老的培養基換到新的培養基中，也才能挑起一隻線蟲進行顯微注射(microinjection)。

顯微注射是線蟲操作的核心，目前也只有這個方法可以把外來的基因引入線蟲體內以進行研究。要注射必須把蟲子固定，所以我的第二課就是學習把線蟲固定在玻片製成的小洋菜墊上。這個過程需要另一個特殊工具：睫毛筆。摘一根睫毛夾在一根小木籤上便成為一隻睫毛筆。然後在小墊上先滴一滴溶液，用先前提到的迷你小蟲鏟挑起一隻線蟲放到液滴裡，再用睫毛筆輕柔地拂過蟲體，輕刮掉蟲子沾附的培養基跟細菌，並且稍加施壓使蟲子乖乖地黏在墊上。這個過程要迅速確實但溫柔，否則拖太久線蟲就會脫水變成蟲乾，太粗魯了蟲子又會受到內傷，活不了。

既然線蟲又小又脆弱，要用哪一種針頭注射呢？答案是要自己拉玻璃毛細管當針頭。我們把很細很細的玻璃毛細管加熱拉長，從中折斷，最後就變成了一端尖細的小針頭。然後把那些要注入的DNA裝入這個玻璃小針裡，裝到顯微操作儀器上，就可以進行注射了。注射是最困難的部分，因為必須準確精細地注入線蟲的卵巢中才有作用，一不小心就戳過頭了，更可憐的是穿刺太猛，整隻小線蟲被攔腰截斷，嗚呼哀哉。線蟲是透明的，當把DNA注射進去時可以看見卵巢像個汽球一樣漸漸鼓起膨脹，然後要小心翼翼的抽出毛細針頭。如果太貪心注入太多DNA，蟲子承受不了體內激增的壓力就會活不了，就變成白忙一場。

在學姊跟老闆的技術指導與自己的試誤學習之後，我終於成功地使這個受到醣化酵素控制序列DNA所指引的綠螢光蛋白在線蟲體內表現。當在螢光顯微鏡下看到蟲子發出幽幽的螢光時，真是興奮不已。這是我這一輩子’製造’出來的第一隻發螢光的線蟲。雖然後來我沒有加入這個線蟲的實驗室，但是那三個月的實習經驗卻是研究室生活酸甜苦辣的縮影。近半年多來實驗一直沒有進展，讓自己感到十分灰心沮喪，但今天再看到當時所留下的照片，又想起當初在黑漆漆的房裡在顯微鏡下看到綠螢螢的微光的成就感... 好吧，鼓起勇氣，再接再厲吧!

模式生物

2001-03-23T19:53:00.001+08:00

(選修「現代生命科學」的南大同學：請再多查查其他的資料，不要光抄這一篇來當作你的報告）

作實驗當然要有材料。雖然世界上的生物種類繁多，但是實際上被學界主流用來作為研究對象的物種卻不多。大致說來，幾乎百分之八十以上在發育生物學，分子遺傳學，細胞生物學的研究成果，都是利用這十種左右不同的生物為材料進行實驗所得來。一般相信這些法則具有某種程度的共通性，在演化過程中被保留下來，所以當我們把這些生物現象的運作機制研究清楚之後，就能當作典範歸納出法則，套用到其他生物以及人類，進而應用在醫學上。這也是我們把這幾種生物稱為模式生物(model)的原因。

主流的模式生物包括：

酵母菌(Saccharomyces cerevisiae 與 Schizosaccharomyces pombe)
線蟲(Caenorhabditis elegans)
果蠅(Drosophila melanogaster)
斑馬魚(Denio rerio)
小鼠(Mus musculus)
擬南芥(Arabidopsis thaliana)

應用於這六種模式生物的遺傳學技術與細胞分子生物技術都已臻於完備，所以是最為普遍的模式生物。其他還有早期用來作為遺傳學研究的大腸菌(Escherichia coli)與玉米(Zea maize)，研究生物週期的重要工具紅黴菌(Neurospora crassa)；細胞生物學與發育生物學常用的爪蟾(Xenopus laevis)與雞胚；對基因表現與RNA研究有不小貢獻的纖毛蟲四膜蟲 (Tetrahymena thermophila)，以及對於鞭毛纖毛結構功能的了解有不可或缺地位的單胞藻衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)。

這些生物因為具備了幾項條件而受到研究者的青睞：首先，這些生物都是體積不大，易於繁殖，所以有利於在實驗室中培養保存與操作。（試想：如果要在實驗室中養一群大象來作研究，會是何等壯觀的場面！）其次，模式生物都有一些其他生物所不能媲美的特質，例如：酵母菌是單細胞的真核生物，組成不複雜，基因體的規模也很小，有利於把十分複雜的生命現象化約到可供進行實驗操控的研究。此外，分子遺傳學家也找到許多可供篩選或鑑識的基因產物標記(marker)，所以要進行各種實驗都十分方便。至於線蟲細胞發育的過程與每個細胞的命運已經久為人知，所以是研究發育生物學的一項利器。果蠅更是傳統遺傳學使用的材料，而且果蠅的性狀特徵繁多，有許多突變種，從型態上的複眼顏色到行為上的趨光反應都能觀察與篩選，不論是研究基因調控或體制形成(pattern formation)，或是學習行為與趨化反應的分子基礎，都能以果蠅為對象。擬南芥被譽之為”植物的果蠅”，是研究植物發育遺傳與生裡的好材料；老鼠就更不必提了，這是最類似人類的模式生物，長得快又生得多，也有許許多多不同的突變品系，但是因為老鼠已演化到十分高階的複雜度，實驗技術操縱就複雜困難多了，因此有人倡議用斑馬魚來彌補小鼠的缺陷, 因為斑馬魚體積更小子代更多生活週期更短，且同為脊椎動物，對於研究所得的結果更有機會可以類推適用於人類醫學上。

其實模式生物的選定除了經過前人有目的的選擇倡議之外，更有一種自發的正向回饋機轉。當某種模式生物研究的人愈多，發展出適合該生物特性的種種實驗方法與工具就愈多，就更有利於研究探索出新知識，然後吸引更多人利用該模式生物來探討種種生命現象，如此循環最後便造成幾種生物一枝獨秀，寡占大多數研究人員的關愛眼神。

讀生命科學有前途嗎?

2001-03-20T20:46:00.000+08:00

隨著如雨後春筍般，出現各式各樣生命科學或生物科技的相關大學系所，實在不敢相信生命科學領域真的成為一門眾所矚目的顯學了。不過許多年輕學弟妹關注：讀生物到底有沒有前途呢？那麼請先問自己：所謂的前途是什麼？自己究竟想要的是什麼?

近代生物學的蓬勃發展已經不是這一兩年來的事情了。尤其在分子生物學的勃興之後，各個領域的發展已經是一日千里－－從大尺度的演化生物學與生物多樣性研究，一直到微觀的分子遺傳學與細胞生物學，在學術領域中早已引領風騷許久。然而近來生物學相關領域受到大眾的注意，不是因為知識領域的拓展遠景，而是基於應用在醫藥農業的廣大商機。看看近年增設的系所所著重的方向在哪裡，看看政府喊出的什麼樣的口號，究竟是加速發展生技產業？還是全力支持生物科學的研究？所以，生物學變熱門，是因為人們覺得好賺錢了，覺得以後工作好找了。如果這就是這一行所謂的「有前途」的意思，請決定踏進來前先三思。目前的就業市場恐怕還沒大到有足夠的規模可以收納激增的學士碩士畢業生，畢業即失業、當個助理或salesman、甚至學非所用都是必須嚴肅考慮的可能結局。但是假以時日，倘若台灣真的把生技產業發展起來了，相關背景的人才需求應是不可或缺的。所以，如果因為想賺錢想找一份好工作而來念生物相關科系，這是你的一項有風險的抉擇，想清楚再走進來，覺得不理想就快換跑道，別再哀怨幻想破滅，或是被別人花言巧語所矇騙煽動。

我寧願生物領域還是像十多年前我剛進大學的那個年代，常是帶著一些堅持傲氣理想主義與浪漫色彩的傻瓜才來念的，知道走下去的歸宿大概就是待在校園象牙塔中，或許會期望過高或英雄氣短，但是少有受騙上當的感覺。事實上，目前大多數的生物相關科系只要是隸屬理學院或生命科學院，都還是學術導向的。學術圈子的競爭激烈，僧多粥少，不是一條平順好走的路。去年我現在的學校醫學院把 Office of Graduate Educations，重新改組成為 Office of Graduate and Postdoctoral Educations，就顯示博士不再是教育訓練的終站，「博士後研究」已是這個領域漫長培訓過程裡少不了的一個階段，延長棲身學術圈的整個訓練教育過程已成為慣例，更表示當名字後可以冠上Ph.D頭銜時，才祇是拿到進門見習的入場券而已。

台灣學術圈子的現狀實在令人感到不滿意，派系的傾軋，門戶的堅持，研究主題的膚淺輕薄，資源分配的紊亂失序... 都是普遍存在的問題。有人覺得心灰意冷，覺得自己的雄心壯志磨耗殆盡，覺得漫漫長路沒有希望；但是也仍然有人繼續堅持走下去，相信自己可以做出一些什麼。所以，個人體認不同，每個人能夠接受認可的門檻也不一樣。興趣重要？現實重要？你我心中各有一把尺來衡量。我的頑固不代表自己天真無知沒經過風浪歷練；你的務實也不表示你是功利世故妥協於現實。哪裡是自己棲身的niche，旁人無從置喙，也用不著去爭辯批評。

雖說台灣的學術環境不理想，但是不表示永遠會是如此，更不表示處處都這樣。當助理覺得缺乏遠景，當老闆的汲汲營營，這是舉世皆有的現象，程度不同而已。近幾年來台灣學界有些改變，有些年輕的老師不改當年自己的理想，想致力成就些什麼，雖然目前覺得力量不強聲音不大，但是這都是播下的種子，持續灌溉是會發芽會茁壯的。如果你我撐到有朝一日真能做些什麼時，還不忘懷抱著自己當年的理想，我們的學術環境就會更好一點點。

其實或許沒有一條路坦蕩好走，生物領域如此，其他領域亦然。竹科的工程師高薪形象好，但是光鮮卓越的身價必須投入多少時間與精力？對每個人而言，念生命科學好或不好，也許只有等自己經歷過了才真正知曉。不要因為別人的吹噓宣傳就編織不切實際的幻想，也不必因為別人潑冷水怨嘆恫嚇就打退堂鼓視為畏途。想一想自己可以接受走怎樣的路，想一想最好與最壞的可能性，然後做出決定、自己負責。

對得起自己，才是好的。

實驗室裡 實驗室外