研究實驗室 - 臺灣大學生物科技研究所

利用台大與國家高速電腦與網路中心的超級電腦進行大數據生物資訊分析，了解微生物與植物之間基因交互作用的網絡關係，探究可能引發的抗病或致病機制。

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已發表多條新的纖維分解酵素基因，包括糖苷水解酶（glycosidehydrolase）與碳水化合物酯酶（carbohydrateesterase）等，並研究此些酵素應用於飼料添加物與生質能源之可行性。

2.蛋白質結構研究 酵素能否廣泛應用於農業領域，主要取決於酵素之活性與熱穩定性。

為提高酵素之活性與熱穩定性，由酵素的結構開始著手研究，進行了蛋白質晶體結構以及酵素與受質交互作用的相關研究。

目前已發表多個酵素結構，包括源自瘤胃真菌與溫泉耐熱菌之纖維素酶，以及畜牧業廣泛使用之植酸酶（phytase）。

並且根據蛋白質結構進行酵素改造，使酵素活性與熱穩定性均獲得改進，更符合產業需求。

3.微生物製劑研究 主要研究項目包括：（1）黴菌毒素分解菌：已分離數株具有分解黴菌毒素能力的菌株，於體外試驗與動物實驗中均證實極有應用於食品與飼料的價值，研究成果並已獲得專利保護；（2）生物農藥潛力菌：完成台灣本土新菌種Pseudomonastaiwanensis之全基因定序，並證實該菌種具有做為生物殺蟲劑之潛力；（3）腸道益生菌表達系統：利用腸道益生菌做為重組蛋白質的表達平台，使腸道益生菌具有分解纖維的能力，或做為流感疫苗或干擾素的載體。

相關研究均以提高農業生產效率，減少疫病、減少用藥為目標。

劉嚞睿 研究實驗室 植物分子生物暨病毒實驗室 微生物與植物之間充滿各式各樣的交互關係。

會造成植物生病的微生物，我們稱之為植物病原菌。

反之，促進植物生長或提高病害抵抗力的微生物，我們稱之為益生菌。

我們實驗室感興趣的研究主題之一是研究病原菌或益生菌與植物彼此之間的交互作用機制。

運用(1)大數據生物資訊學分析、(2)微生物學、(3)生物技術、(4)分子生物學等研究，探討微生物與寄主間交互作用，了解其致病或抗病原理，開發創新生物製劑或生物農藥，運用於促進植物生長或植物病害防治等生物科技研究。

實驗室研究主題 (1) 大數據生物資訊學分析 本實驗室利用次世代基因定序技術(next-generationsequencing;NGS)進行微生物與植物基因體研究。

利用台大與國家高速電腦與網路中心的超級電腦進行大數據生物資訊分析，了解微生物與植物之間基因交互作用的網絡關係，探究可能引發的抗病或致病機制。

以植物菌質體(phytoplasma)感染作物後誘導植物花器葉化為例，透過大數據分析，建立了植物菌質體造成花器葉化的機制，其中意外發現菌質體會促進植物大量表現抗癌化合物(vinblastine)。

因此，我們正利用大數據及生物技術方法，找尋病原菌可刺激提升作物抗癌化合物的基因與生合成途徑，運用於新藥開發(Fig.1A)。

除此之外，我們也針對重要微生物及作物進行基因體定序研究，促進特有物種深度開發。

以耐鹽菌基因體為例，我們實驗室與園藝系徐源泰教授合作，利用NGS技術解出台灣本土耐鹽菌全基因體(Fig.1B)，並找出可能參與耐鹽的重要基因，將運用於高鹽環境下生物技術之運用。

(2) 微生物製劑之開發 我們分析木黴菌(Trichodermaspp.)基因體，找出可誘導植物抗性的關鍵基因Epl1(Fig.1C)。

利用生物技術成功的表現與純化Epl1蛋白，並利用Epl1刺激植物針對細菌性、真菌性及病毒性抗性。

此外，我們也利用NGS技術針對Epl1誘導植物抗性機制深入研究，並改良及優化Epl1蛋白特性，開發具商業競爭性的生物製劑，運用於植物病害防治(Fig.1D)。

(3) 植物代謝體研究 代謝體是生物基因表現後的最終產物，因此我們除了利用NGS了解基因網絡作用，我們也分析代謝體變化，以了解真正生物體內的代謝反應。

例如調控蝴蝶蘭花色變化或是菌質體刺激植物生產抗癌化合物vinblastine(Fig.1E&F)。

利用生物技術改良植物體內基因調控，提升有價值的生物性狀是本研究的主軸之一。

(4) 病原菌效應蛋白調控植物基因靜默機制及微型核酸之研究 本研究是研究菌質體PHYL1效應蛋白及馬鈴薯Y群病毒P1/HC-Pro抑制子如何調控植物基因靜默機制。

PHLY1會抑制植物微型核酸miR396表現，導致miR396無法調控植物SVP基因表現。

SVP基因是植物開花重要的負調控基因，如果SVP無法受miR396調控，是導致植物花器葉化重要關鍵之一(Fig.1G)。

病毒P1/HC-Pro抑制子，會抑制植物微型核酸調控機制，導致病毒感染後造成植物產生病徵的關鍵因素之一(Fig.1H)。

透過改造病毒P1/HC-Pro基因方式，可產生弱系病毒。

此弱系病毒失去誘導病徵的能力，並且可以刺激植物產生病毒抗性，俗稱植物交互保護。

我們實驗室除了研究交互保護機制之外，我們也深入研究P1/HC-Pro如何抑制植物微型核酸機制。

並且將其弱系病毒開發為病毒表現載體，進行生物技術開發。

(5) 蛋白重組工程、蛋白結構解析與生化活性研究 本研究室專精於各樣植物與病原菌蛋白構築與純化。

透過各式蛋白表現系統大量生產高純度重組蛋白，供蛋白結晶、X光繞射、及生化分析之用。

這些純化之蛋白可應用於酵素工程、生物農藥及蛋白新藥等開發(Fig.1I)。

本實驗室之國際合作 (1) 國際地錢植物基因體研究 本實驗室參與國際地錢植物(Marchantiapolymorpha)基因體研究(Fig.1J)，協助鑑定地錢植物微型核酸(microRNA;miRNA)基因研究。

我們實驗室利用NGS策略，找出129個新的地錢微型核酸基因(Fig.1K)，並刊登於PlantCellandPhysiology(2016)57:339-358。

此外，我們參與地錢植物基因體註解工作，與國際一百多位科學家共同發地錢染色體論文。

(2) 國際夥伴與交流 我們有許多的國際合作夥伴，並且長期與我們交流互訪。

本實驗室學生也都有機會前往各個不同夥伴實驗室進行短期研究與學習。

植物病毒研究合作夥伴：北海道大學Dr.KenjiNakahara；西班牙瓦倫西亞大學Dr.SantiagoF.Elena及Dr.Jose-AntonioDaros；英國劍橋大學Dr.JohnCarr。

基因靜默研究夥伴：法國INRA的Dr.HerveVaucheret；日本JST的Dr.ManabuYoshikawa。

地錢研究合作夥伴：日本京都大學TakayukiKohchi；神戶大學Dr.KimitsuneIshizaki；近畿大學Dr.YamatoKatsuyuki；澳洲MonashUniversityDr.JohnBowman；墨西哥UniversidadVeracruzana的Dr.MarioA.Arteaga-Vazquez；德國Osnabruck大學Dr.SabineZachgo。

林詩舜 研究實驗室 微生物生態與機能工學實驗室 一、應用微生物與農業生物科技研發(AppliedMicrobiology&AgriculturalBiotechnology) 1.篩選可促進作物生長或是抑制病害之植物根圈益生菌 2.研發多功能微生物製劑（光合細菌Rhodopseudomonaspalustris、液化澱粉芽孢桿菌Bacillusamyloliquefaciens、納豆菌Bacillussubtilisvar.natto等），包括發酵製程與製劑配方加工等。

3.微生物製劑在慣行/有機農業以及植物工廠之應用 二、共生與微生物-植物交互作用機制探討(Symbiosis&Microbe-Plantinteractions) 1.探討Azorhizobiumcaulinodans根瘤菌的染色體分配蛋白（chromosomepartitionprotein）在結瘤與共生固氮的分子機制 2.探索第六型分泌蛋白系統（T6SS）在根瘤菌的共生與非共生生活史所扮演的角色 3.探討土壤益生菌促進作物生長與抗病之生理生化與分子機制 4.探討Rhodopseudomonaspalustris光合菌協助植物抵抗乾旱與鹽害逆境之機制 Keywords:Plantgrowth-promotingrhizobacteria(PGPR),nitrogenfixation,Legume-rhizobiumsymbiosis,TypeVIsecretionsystem,abioticstress 劉啟德 研究實驗室 免疫腫瘤實驗室 游舒涵助理教授實驗室研究方向為腫瘤免疫微環境研究TumorImmuneMicroenvironment(TIME)。

游博士實驗室所建立之腫瘤微環境研究平台，可運用在犬貓腫瘤及疾病治療機轉之探討。

亦可整合愛因斯坦計畫中初步在非小細胞肺癌研究成果，配合游博士在微生物學、免疫學以及腫瘤微環境等專長，帶入非小細胞肺癌精準醫療領域中。

研究成果將可幫助臨床醫師針對不同病人的腫瘤免疫微環境進行個人化醫療診斷，大幅下修藥物需求與治療花費，同時也能避免高劑量、長期且持續性給予藥物所帶來的副作用。

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