Molecular crowding facilitates bundling of IMPDH polymers and cytoophidium formation

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本所簡介

本所最主要的特色，除在於延攬國際傑出師資來台授課及研究，形成國際一流生物科技研究團隊，協助我生技產業發展外，亦將藉由本所之增設而進一步統合本校各學院有關生物科技的教學與研究資源，配合本校『生物技術研究中心』所開設的核心課程，集結成一個跨院系的龐大力量；再加入引入法律學院與管理學院的課程訓練，強化學生對生技產業的經營與管理能力，以便將來能夠實際投入生技產業界。同時，因為生技產業致勝的關鍵在於高科技研發，也將以培養高級研究人力為積極目標，期能把握科技產業成功的最基本源頭。

LOGO意涵

生命的樞紐 – DNA，為生命科學研究與生物技術發展的基礎。而本所 (生物科技研究所) 以基因體學研究為核心，研究主體三大領域包含植物、動物及微生物。在所徽中，葉片與其上之微生物，表示植物與微生物間的交互作用；女子頭像則代表動物及醫藥研究領域；彩色方形小點則為微陣列 (microarray) 訊號，代表著生物資訊領域。綜合以上，這些圖像的連結代表著本所蓬勃發展的研究範疇。

專任教師 • 游舒涵老師專訪

今天我們採訪了本所新進老師 - 游舒涵博士，她的主要研究目標就是腫瘤微環境研究 (TME)、個人化醫療、細胞輸入療法 (adoptive cell therapy, ACT)。這些都是現今癌症研究及治療重要的發展方向。利用個別病例之腫瘤周邊細胞及位於腫瘤中的免疫細胞資訊，來進行標準化分析。如此，可以針對不同的病患進行「個人化醫療」，為每個病人量身製訂治療方針，而非僅限於傳統制式的治療方式。

所長 • 蔡孟勳教授專訪

今日採訪新任所長蔡孟勳教授，來談談他的學思歷程。蔡老師畢業於台大動物系，擁有扎實的生物學背景，並於清華大學輻射生物研究所就讀碩士班。其主要研究放射線及砷重金屬對細胞和 DNA 的傷害及細胞表型的改變。就讀陽明大學博士班時，選定研究長期暴露於低劑量輻射鋼筋下對人體的影響，並比較其他國家高劑量暴露下的不同影響。在美國國家衛生研究院從事博士後研究時，開始了以微陣列技術探討致癌物質，如重金屬以及輻射線等對腫瘤細胞的影響，同時有效率分析以及整合生物晶片所產出之大數據。蔡老師於1996年回到台灣大學任教後，繼續以生物晶片搭配生物資訊等為工具，開發專一性生物指標，應用於精準農業以及偵測癌細胞轉移或復發等在精準醫療上的應用。同時，蔡老師運用次世代定序瞭解台灣乳癌病患中基因體中的變異以及演化，試圖瞭解癌症復發機制。同時透過次世代定序解出台灣帝雉全基因體資訊。這樣的訊息是只能從基因組分析而無法從生態調查得知，在在強調瞭解台灣特有物種基因資訊的重要性。

專任教師 • 陳仁治老師專訪

今天採訪的對象是台大生物科技研究所──陳仁治副教授，他主要投身於分子生物、生物能源及植物防禦相關研究。老師的目標是能了解廢水中的細菌對微藻生長的影響與篩選出能幫助微藻生長的細菌，若能成功或能提供未來廢水處理與微藻培養的新選擇。

我們所了解到的仁治老師，是一個富含好奇心。對生活及生命各種現象產生興趣，並享受解謎過程的人。他也曾經轉換跑道，研究動物科學。但最終在漫漫研究路上，透過多方探索還是回到他最喜歡的植物學科上。老師藉由他的經驗告訴我們，去嘗試不同的東西及嘗試不同的方法，也許能夠帶來意外的驚喜。研究路上總有坎坷，但是不會只有一條路或是一種解決方式。充實自己的知識背景能夠讓我們在研究路上走得更長遠。

專任教師 • 劉啟德老師專訪

台大生物科技研究所劉啟德老師：在認真探索中找到適合自己的天職

今日我們邀請到生技所劉啟德老師來跟我們分享他的學思歷程。啟德老師的研究興趣主要著眼在S.E.A三方面，分別是Symbiosis共生（尤其是植微交互作用），Environmental microbiology環境微生物以及Agricultural biotechnology農業微生物。在「共生」主題下所進行的研究有 (1) 探討土壤益生菌促進作物生長與抗病抗逆境之生理生化與分子機制， (2) 探討根瘤菌的染色體分配蛋白、第六型分泌系統在共生與非共生生活史所扮演的角色; 在「環境微生物」的研究主題下則包括 (1) 篩選可分解塑膠之微生物並探討其分解機制並評估其環境衝擊 (2) 生物能源－微生物土壤電池之應用; 在「農業微生物」方面則是研發多功能微生物製劑（包括微生物肥料與微生物農藥）以及應用在慣行、有機農業以及植物工廠。

前瞻科學系列講座—科學與永續

前瞻科學系列講座—科學與永續
時間：2020/12/04 10:20-12:00
地點：中研院原分所浦大邦演講廳
受邀講者：李遠哲院士
參與人數：140人

專任教師 • 劉嚞睿老師專訪

隨著社會發展、生活質量的提高，現代人的飲食也趨向精緻化，而忙碌的生活步調及壓力，伴隨來的則是人口老化、代謝症候群等問題，加上少子化的現象也越來越嚴重，越來越多人選擇養寵物，寵物逐漸成為家中的「寶貝」，肥胖等健康問題也同樣發生在家中寵物身上。而今天的主角──台大生技所劉嚞睿教授，多年來從事相關議題研究，希望能藉由天然物質達到延緩老化、減重等功效。

專任教師 • 宋麗英老師專訪

宋老師自學生時期開始即投入胚胎學與幹細胞學的研究，過去並成功產製基因轉殖小鼠、基因轉殖兔、複製牛、複製小鼠與複製兔。目前實驗室已建置一系列胚胎顯微操作、分子與細胞生物學技術，此等進階動物生殖科技，可進一步探討配子(包括卵子與精子)生合成與早期胚胎發育外，亦建立另一項炙手可熱的再程序化技術iPSC平台，結合全能幹細胞產製與分化的相關研究，未來將朝人類疾病模式動物建立與相關轉譯醫學應用方向發展，包括不孕症研究與瀕臨絕種動物保存等。

專任教師•鄭光成老師專訪

鄭光成老師採訪現代人越來越重視健康保健，天然、健康、方便的保健食品也越來越熱門，而今天我們邀請到食品科技研究所──鄭光成老師，跟我們聊聊保健食品的開發。在市場上充斥著琳琅滿目的保健食品，如何找尋新的菌種並開發其保健功效，是與市場產品區隔的關鍵。而鄭老師的實驗室正是以微生物發酵及其代謝產物之活性成分利用為主要研究方向，並與政府相關單位，以及民間企業的產學計畫合作。如：將台灣特有種農作物──台灣黎麥做為發酵材料，利用微生物發酵後的活性成分評估延緩衰老、抑制空氣汙染引起的發炎反應等功效，並成功藉由線蟲及斑馬魚等替代動物平台進行確效，另更進行銀髮保健食品、酒類發酵與生醫材料的研究。

專任教師 • 林詩舜老師專訪

自然環境中，植物無法自由移動來適應環境，因此演化出許多不同於動物模式的基因調控機制，以便在遭受病源入侵或環境逆境的時候能及時調整自己的生理反應，度過危難。今天我們邀請生技所 - 植物分子與病毒實驗室的詩舜老師跟我們聊聊他的研究專長。

專任教師 • 林劭品老師專訪

除了基因體本身序列對於個體表型具有決定性的影響外，表觀遺傳標記的調控經由影響基因開關與表現量多寡，亦於不同層次影響細胞之功能與命運，以致於影響個體之發育及健康！這些微小的分子標記卻能決定生物體大大小小的生理機制，令人驚豔也讓人想要更深入了解它！而這正是劭品老師投身多年的研究，在老師的研究主題中，運用不同的生物模式，像是豬、雞、蠑螈、小鼠、人類等，來了解這些表觀遺傳機制，對於生殖細胞、幹細胞，老化，神經退化，再生醫學等影響。

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年度	2022
全部作者	宋麗英 ,Chang, CC., Peng, M., Zhong, J., Zhang, Z., Keppeke, GD., Sung, LY., Liu, JL.
論文名稱	Molecular crowding facilitates bundling of IMPDH polymers and cytoophidium formation
期刊名稱	Cell Mol Life Sci.
卷數	79
期數	8
期刊等級	SCI
發表日期	2022-07-14
摘要	The cytoophidium is a unique type of membraneless compartment comprising of filamentous protein polymers. Inosine monophosphate dehydrogenase (IMPDH) catalyzes the rate-limiting step of de novo GTP biosynthesis and plays critical roles in active cell metabolism. However, the molecular regulation of cytoophidium formation is poorly understood. Here we show that human IMPDH2 polymers bundle up to form cytoophidium-like aggregates in vitro when macromolecular crowders are present. The self-association of IMPDH polymers is suggested to rely on electrostatic interactions. In cells, the increase of molecular crowding with hyperosmotic medium induces cytoophidia, while the decrease of that by the inhibition of RNA synthesis perturbs cytoophidium assembly. In addition to IMPDH, CTPS and PRPS cytoophidium could be also induced by hyperosmolality, suggesting a universal phenomenon of cytoophidium-forming proteins. Finally, our results indicate that the cytoophidium can prolong the half-life of IMPDH, which is proposed to be one of conserved functions of this subcellular compartment.
語言	英文

臺大生技所

臺灣大學生物科技研究所