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中研院發現大腦異常關鍵因素   未來可透過基因檢測預知疾病
智能障礙、癲癇和自閉症等患者通常需要特殊治療、教育和長期照顧,對家庭和社會經濟都是相當大的負擔。中央研究院跨領域研究團隊找到大腦發育異常的成因,發現人體中的蛋白SOX11不穩定會導致大腦發育異常;研究團隊也找到可以穩定SOX11的機制,提出蛋白質穩定大腦發育密切相關的新觀點。本項研究成果已於2月12日發表於國際期刊《科學進展》(Science Advances)。 為了找出大腦發育異常的成因,過往學界研究多聚焦在基因轉錄層面,比較少探討蛋白質修飾的重要性。中央研究院生物化學研究所陳瑞華特聘研究員和本院細胞個體生物學研究所周申如副研究員的跨領域研究發現,遺傳性大腦發育異常、有智能障礙表型的病人曾出現去泛素蛋白USP11變異問題,導致人體中的蛋白SOX11不穩定,進而導致大腦發育異常。 大腦皮層掌管感覺、運動、情緒、認知等多項重要功能,其發育涉及複雜過程,包括神經生成、神經細胞移動、組織建構及神經網路形成,任一環節失調便可能造成神經性疾病。研究團隊透過小鼠實驗發現,缺少USP11的小鼠體內的SOX11仍可進行基因轉錄,但由於蛋白不穩定,還是會導致大腦發育異常。在進行小鼠迷宮分析行為學時發現,USP11缺失的小鼠確實在學習記憶和社交情緒具有多重障礙。 周申如副研究員說明,在大腦發育過程中, USP11可以抑制SOX11蛋白的泛素化 ,進而穩定SOX11的表現。SOX11是控制大腦神經細胞能夠長到正確數量和遷移到正確的位置,而去泛素酶USP11主要是控制SOX11的數量,假若USP11正常就能穩定SOX11,讓生成的神經移動到正確位置,建構大腦內正常的神經網路。 陳瑞華特聘研究員表示,目前這項研究結果對大腦發育異常所導致的疾病在診斷和治療提供了新的思考方向。由於USP11缺少是隱性遺傳基因,未來也可以透過孕前健康檢查進行檢測,或是檢測胎兒的大腦發育狀況。 此外,研究團隊發現變異後的USP11不僅會喪失穩定SOX11的功能,也無法支持大腦正常發育,更凸顯USP11穩定SOX11的作用機制對人類大腦發育的重要性。 中研院表示,本論文第一作者為本院生化所博士生江尚殷。研究團隊包括本院生化所林淑妤研究副技師,本院細生所郭紘志研究員,以及本院生物醫學科學研究所黃怡萱研究員。研究經費由中央研究院及科技部共同支持。
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中研院發現大腦異常關鍵因素 未來可透過基因檢測預知疾病

2021-02-19 發佈 周明慧 臺北
智能障礙、癲癇和自閉症等患者通常需要特殊治療、教育和長期照顧,對家庭和社會經濟都是相當大的負擔。中央研究院跨領域研究團隊找到大腦發育異常的成因,發現人體中的蛋白SOX11不穩定會導致大腦發育異常;研究團隊也找到可以穩定SOX11的機制,提出蛋白質穩定大腦發育密切相關的新觀點。本項研究成果已於2月12日發表於國際期刊《科學進展》(Science Advances)。 為了找出大腦發育異常的成因,過往學界研究多聚焦在基因轉錄層面,比較少探討蛋白質修飾的重要性。中央研究院生物化學研究所陳瑞華特聘研究員和本院細胞個體生物學研究所周申如副研究員的跨領域研究發現,遺傳性大腦發育異常、有智能障礙表型的病人曾出現去泛素蛋白USP11變異問題,導致人體中的蛋白SOX11不穩定,進而導致大腦發育異常。 大腦皮層掌管感覺、運動、情緒、認知等多項重要功能,其發育涉及複雜過程,包括神經生成、神經細胞移動、組織建構及神經網路形成,任一環節失調便可能造成神經性疾病。研究團隊透過小鼠實驗發現,缺少USP11的小鼠體內的SOX11仍可進行基因轉錄,但由於蛋白不穩定,還是會導致大腦發育異常。在進行小鼠迷宮分析行為學時發現,USP11缺失的小鼠確實在學習記憶和社交情緒具有多重障礙。 周申如副研究員說明,在大腦發育過程中, USP11可以抑制SOX11蛋白的泛素化 ,進而穩定SOX11的表現。SOX11是控制大腦神經細胞能夠長到正確數量和遷移到正確的位置,而去泛素酶USP11主要是控制SOX11的數量,假若USP11正常就能穩定SOX11,讓生成的神經移動到正確位置,建構大腦內正常的神經網路。 陳瑞華特聘研究員表示,目前這項研究結果對大腦發育異常所導致的疾病在診斷和治療提供了新的思考方向。由於USP11缺少是隱性遺傳基因,未來也可以透過孕前健康檢查進行檢測,或是檢測胎兒的大腦發育狀況。 此外,研究團隊發現變異後的USP11不僅會喪失穩定SOX11的功能,也無法支持大腦正常發育,更凸顯USP11穩定SOX11的作用機制對人類大腦發育的重要性。 中研院表示,本論文第一作者為本院生化所博士生江尚殷。研究團隊包括本院生化所林淑妤研究副技師,本院細生所郭紘志研究員,以及本院生物醫學科學研究所黃怡萱研究員。研究經費由中央研究院及科技部共同支持。
中研院發現乳癌惡化關鍵  蛋白質DSG2促使癌細胞增生和轉移
乳癌位居女性癌症發生率首位,近年來由於醫療進步,目前乳癌患者的五年存活率已達9成。然而,一旦發生癌症轉移,存活率便會陡降到3成以下。因此,如何避免癌細胞的擴散,是現今乳癌治療的重點之一。 中央研究院基因體研究中心黃雯華助研究員團隊,近期發現並證實了一項乳癌惡化的機制。蛋白質DSG2(Desmoglein2)會隨著微環境的氧氣含量而增減,促使乳癌的增生與移轉。這項研究首次觀察到癌症的蛋白質會動態變化,並影響癌症病程,未來可望幫助臨床診斷及治療。研究論文已於本(2021)年1月19日發表於《美國國家科學月刊》(PNAS)。 研究團隊表示,蛋白質DSG2原本常見在表皮細胞,負責細胞之間的黏附。黃雯華團隊在2016年分析乳癌轉移的基因數據時,發現DSG2含量異常的高。經比對乳癌病患的檢體切片後也發現,癌細胞有DSG2的病患,存活率明顯偏低,並有較高的復發機率。同樣的現象,在以國外患者為族群的基因研究中也被證實,且不受限於乳癌的種類。 在動物實驗中,研究團隊將乳癌細胞植入小鼠乳腺脂肪袋,發現其乳癌細胞的DSG2基因表現量越高,小鼠的乳癌腫瘤就越大。不僅如此,其血液內以及轉移到肺臟的癌細胞也明顯較多。團隊進一步觀察發現,DSG2並非一直大量表現,而是會在特定階段中減少表現。此一改變,將使其成為癌症轉移的推手。 黃雯華說明,癌細胞首先在乳房大量生長,並會藉由DSG2的黏附能力使腫瘤不斷增大。而當腫瘤核心的微環境開始出現缺氧的狀態時,另一種蛋白質──厭氧關鍵調節蛋白HIF-1α便會啟動反應:抑制DSG2。少了DSG2,癌細胞失去黏附力,開始脫離原生腫瘤、進入血液隨著循環系統傳播到體內其他部位,並生長成新腫瘤,形成癌轉移。 另外,值得注意的是,在有DSG2的小鼠體內,血液中的腫瘤細胞出現更多群聚移動的情況。黃雯華推測,有DSG2的癌細胞有可能成群簇的從腫瘤邊緣剝落進入血液中,而DSG2也幫助這些血液中的癌細胞成團移動,比起單一癌細胞,更能在循環系統內存活下來,也更容易在其他組織附著、落地生根。 掌握DSG2的促癌機制,有助於將其作為癌症診斷的生物標記。黃雯華舉例,未來在臨床診斷上,可分析腫瘤中與血液中癌細胞的DSG2含量,以追蹤預後的表現,或檢視治療方法是否奏效。此外,也可以將DSG2作為治療標靶。然而,研究團隊也強調,相關治療策略的開發,仍須考量DSG2在癌症不同階段中的表現量及功能,有待癌症研究領域進一步探討。 事實上,不只有乳癌,許多數據也顯示子宮頸癌、頭頸癌和肺癌等也都有大量DSG2,且會影響預後情形,DSG2將有機會成為未來癌症研究關注的新焦點之一。除此之外,本研究另一項突破過去的發現,則是HIF-1α不僅會透過激活促癌基因使癌症惡化,有時還會藉由抑制其他促癌基因(如DSG2)的表現,加速腫瘤轉移。這也是相關領域未來值得留意的面向。
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中研院發現乳癌惡化關鍵 蛋白質DSG2促使癌細胞增生和轉移

2021-02-04 發佈 周明慧 臺北
乳癌位居女性癌症發生率首位,近年來由於醫療進步,目前乳癌患者的五年存活率已達9成。然而,一旦發生癌症轉移,存活率便會陡降到3成以下。因此,如何避免癌細胞的擴散,是現今乳癌治療的重點之一。 中央研究院基因體研究中心黃雯華助研究員團隊,近期發現並證實了一項乳癌惡化的機制。蛋白質DSG2(Desmoglein2)會隨著微環境的氧氣含量而增減,促使乳癌的增生與移轉。這項研究首次觀察到癌症的蛋白質會動態變化,並影響癌症病程,未來可望幫助臨床診斷及治療。研究論文已於本(2021)年1月19日發表於《美國國家科學月刊》(PNAS)。 研究團隊表示,蛋白質DSG2原本常見在表皮細胞,負責細胞之間的黏附。黃雯華團隊在2016年分析乳癌轉移的基因數據時,發現DSG2含量異常的高。經比對乳癌病患的檢體切片後也發現,癌細胞有DSG2的病患,存活率明顯偏低,並有較高的復發機率。同樣的現象,在以國外患者為族群的基因研究中也被證實,且不受限於乳癌的種類。 在動物實驗中,研究團隊將乳癌細胞植入小鼠乳腺脂肪袋,發現其乳癌細胞的DSG2基因表現量越高,小鼠的乳癌腫瘤就越大。不僅如此,其血液內以及轉移到肺臟的癌細胞也明顯較多。團隊進一步觀察發現,DSG2並非一直大量表現,而是會在特定階段中減少表現。此一改變,將使其成為癌症轉移的推手。 黃雯華說明,癌細胞首先在乳房大量生長,並會藉由DSG2的黏附能力使腫瘤不斷增大。而當腫瘤核心的微環境開始出現缺氧的狀態時,另一種蛋白質──厭氧關鍵調節蛋白HIF-1α便會啟動反應:抑制DSG2。少了DSG2,癌細胞失去黏附力,開始脫離原生腫瘤、進入血液隨著循環系統傳播到體內其他部位,並生長成新腫瘤,形成癌轉移。 另外,值得注意的是,在有DSG2的小鼠體內,血液中的腫瘤細胞出現更多群聚移動的情況。黃雯華推測,有DSG2的癌細胞有可能成群簇的從腫瘤邊緣剝落進入血液中,而DSG2也幫助這些血液中的癌細胞成團移動,比起單一癌細胞,更能在循環系統內存活下來,也更容易在其他組織附著、落地生根。 掌握DSG2的促癌機制,有助於將其作為癌症診斷的生物標記。黃雯華舉例,未來在臨床診斷上,可分析腫瘤中與血液中癌細胞的DSG2含量,以追蹤預後的表現,或檢視治療方法是否奏效。此外,也可以將DSG2作為治療標靶。然而,研究團隊也強調,相關治療策略的開發,仍須考量DSG2在癌症不同階段中的表現量及功能,有待癌症研究領域進一步探討。 事實上,不只有乳癌,許多數據也顯示子宮頸癌、頭頸癌和肺癌等也都有大量DSG2,且會影響預後情形,DSG2將有機會成為未來癌症研究關注的新焦點之一。除此之外,本研究另一項突破過去的發現,則是HIF-1α不僅會透過激活促癌基因使癌症惡化,有時還會藉由抑制其他促癌基因(如DSG2)的表現,加速腫瘤轉移。這也是相關領域未來值得留意的面向。
點雲運算智能升級 色彩校正擬真程度高
國家實驗研究院國家高速網路與計算中心所建置的算圖農場,過去大量協助國內培育文化創意產業之3D動畫人才及其所需算圖技術,現在更將應用領域擴大到用「點雲」技術在電腦中建構古蹟與其他建築物的3D模型,並以AI技術讓異常點雲校正所需時間由6個月縮短為1個月。 所謂「點雲」,是真實世界物體的空間維度數位記錄,由數百萬到數十億個點組成,每個點都是以「光達」 掃描量測物體,在獲取該物體大量且精確的三維座標,將這些點在電腦中結合,建構該物體的立體模型;再結合彩色數位相片,將物體的正確顏色貼到正確位置,就可以在電腦中建置跟真實物件相仿的數位立體模型。 點雲技術可運用於古蹟維護、建築工程、自動駕駛、數位城市等廣泛領域。依現有技術,點雲資料多少會產生錯誤的色彩對應,特別如容易搖晃的樹葉時常對應到天空顏色,形成有如降雪的現象,或是路過的人影殘留。過去是以人工對區域異常點雲重新切割及著色來修復這些缺陷。手動著色不僅費工費時,擬真度也不足。 國研院國網中心自主研發點雲改良技術「校正異常點雲資料之方法」,透過人工智慧辨識異常點雲並自動修正色彩,以填補現有產品技術缺口。 目前這項技術正在申請臺灣及美國專利,未來可望技術授權給點雲軟體研發業者、光達系統廠商、掃描量測廠商、空間資訊應用業者等,協助我國點雲技術全面升級。
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點雲運算智能升級 色彩校正擬真程度高

2021-01-26 發佈 王唯瑾 臺北
國家實驗研究院國家高速網路與計算中心所建置的算圖農場,過去大量協助國內培育文化創意產業之3D動畫人才及其所需算圖技術,現在更將應用領域擴大到用「點雲」技術在電腦中建構古蹟與其他建築物的3D模型,並以AI技術讓異常點雲校正所需時間由6個月縮短為1個月。 所謂「點雲」,是真實世界物體的空間維度數位記錄,由數百萬到數十億個點組成,每個點都是以「光達」 掃描量測物體,在獲取該物體大量且精確的三維座標,將這些點在電腦中結合,建構該物體的立體模型;再結合彩色數位相片,將物體的正確顏色貼到正確位置,就可以在電腦中建置跟真實物件相仿的數位立體模型。 點雲技術可運用於古蹟維護、建築工程、自動駕駛、數位城市等廣泛領域。依現有技術,點雲資料多少會產生錯誤的色彩對應,特別如容易搖晃的樹葉時常對應到天空顏色,形成有如降雪的現象,或是路過的人影殘留。過去是以人工對區域異常點雲重新切割及著色來修復這些缺陷。手動著色不僅費工費時,擬真度也不足。 國研院國網中心自主研發點雲改良技術「校正異常點雲資料之方法」,透過人工智慧辨識異常點雲並自動修正色彩,以填補現有產品技術缺口。 目前這項技術正在申請臺灣及美國專利,未來可望技術授權給點雲軟體研發業者、光達系統廠商、掃描量測廠商、空間資訊應用業者等,協助我國點雲技術全面升級。
從臺灣原住民 看見南島文化的多元樣貌
為推廣臺灣原住民族與南島區域國家所共享的多元文化,原住民族委員會今天(17)在商周書房舉辦「島嶼細讀新書發表會」,發表三本新書,並邀請南島區域國家的駐臺大使及相關研究領域的學者專家,透過多元視角,與讀者共同分享南島語族的歷史記憶與文化經歷。 原住民族委員會主委夷將·拔路兒表示,配合政府新南向的政策,推動《南島文化選集翻譯計畫》,涵蓋範圍包括新南向政策原定的目標國之外,還有太平洋地區的國家,這個計畫是透過翻譯與大洋洲、東南亞當代的文化、歷史及政策相關的書籍,讓臺灣及其他華語世界的讀者,更加認識太平洋地區的人群、島嶼、歷史等等,並延續臺灣與世界南島的連結。從2018年開始原民會已經完成五本重要的著作,都是特別邀請到具有相關專業背景的譯者、審稿委員來協助。 根據美國語言學家白樂思及澳洲考古學家彼得‧貝爾伍德的研究,古南島語族大約是在五千年前,從臺灣開始向南遷徙,進而擴散到太平洋島嶼,顯示臺灣與太平洋島嶼的密切互動。 夷將·拔路兒說,去年12月臺灣考古學者洪曉純參與跨國團隊所公布的「關島考古研究」成果指出,在關島北部挖掘出的兩具史前人類骨骸,發現他們的親屬關係與菲律賓族群、臺灣的阿美族最接近,證實關島原住民族的祖源可追溯到臺灣,更加印證臺灣與太平洋地區的緊密連結,希望透過專書的發表,拉近我們與大洋洲、東南亞的距離,開起更多交流與對話。 本次活動發表《為馬紹爾喝采:在後核武、後殖民世界取回掌控權的島國》、《東南亞的日常生活風貌》、《太平洋的多重歷史:大洋、土地與人群》等3本新書,其中更特別邀請到馬紹爾群島共和國駐臺艾芮瓊大使擔任與談人,分享馬國人民經歷核試爆後所面臨的各項挑戰,以及為了權益爭取奮鬥重要歷程。
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從臺灣原住民 看見南島文化的多元樣貌

2021-01-17 發佈 廖南瑛 臺北
為推廣臺灣原住民族與南島區域國家所共享的多元文化,原住民族委員會今天(17)在商周書房舉辦「島嶼細讀新書發表會」,發表三本新書,並邀請南島區域國家的駐臺大使及相關研究領域的學者專家,透過多元視角,與讀者共同分享南島語族的歷史記憶與文化經歷。 原住民族委員會主委夷將·拔路兒表示,配合政府新南向的政策,推動《南島文化選集翻譯計畫》,涵蓋範圍包括新南向政策原定的目標國之外,還有太平洋地區的國家,這個計畫是透過翻譯與大洋洲、東南亞當代的文化、歷史及政策相關的書籍,讓臺灣及其他華語世界的讀者,更加認識太平洋地區的人群、島嶼、歷史等等,並延續臺灣與世界南島的連結。從2018年開始原民會已經完成五本重要的著作,都是特別邀請到具有相關專業背景的譯者、審稿委員來協助。 根據美國語言學家白樂思及澳洲考古學家彼得‧貝爾伍德的研究,古南島語族大約是在五千年前,從臺灣開始向南遷徙,進而擴散到太平洋島嶼,顯示臺灣與太平洋島嶼的密切互動。 夷將·拔路兒說,去年12月臺灣考古學者洪曉純參與跨國團隊所公布的「關島考古研究」成果指出,在關島北部挖掘出的兩具史前人類骨骸,發現他們的親屬關係與菲律賓族群、臺灣的阿美族最接近,證實關島原住民族的祖源可追溯到臺灣,更加印證臺灣與太平洋地區的緊密連結,希望透過專書的發表,拉近我們與大洋洲、東南亞的距離,開起更多交流與對話。 本次活動發表《為馬紹爾喝采:在後核武、後殖民世界取回掌控權的島國》、《東南亞的日常生活風貌》、《太平洋的多重歷史:大洋、土地與人群》等3本新書,其中更特別邀請到馬紹爾群島共和國駐臺艾芮瓊大使擔任與談人,分享馬國人民經歷核試爆後所面臨的各項挑戰,以及為了權益爭取奮鬥重要歷程。
科技部人文社科研究海外人才培育計畫4月下旬啟動
為了改善近年來人文社科領域人才到海外留學人數減少的現象,科技部今(6)天宣布,最新一期「人文及社會科學研究海外人才培育計畫」將在今(110)年四月下旬開始徵件,科技部表示,歡迎符合資格的人文社科博士生與年輕學者提出申請,這項計畫將提供經費,讓在海外留學或任教的研究人才能更專注於博士論文的撰寫以及學術專書的出版。 科技部「人文及社會科學研究海外人才培育計畫」今年邁入第三年,這項計畫目的在回應海外學界需求,改善台灣人文學科研究人才的斷層狀況。根據美國國家科學基金會(NSF)的統計數據顯示,2006年台灣赴美留學的人文社科類博士人數為218人,到了2020年則降為66人,足足減少了69.7%。 國家實驗研究院副院長兼科政中心主任林博文表示,未來國內大學將有一波教授退休潮,國內大學對於海外歸國的學者求才若渴,林博文副院長說,期盼能有更多優秀學者透過計畫補助至海外留學,並與國外學術圈多方交流,不但能在國際學界站穩腳步,也強化台灣在國際上的學術影響力。 科技部人文及社會科學研究發展司林明仁司長也提到,這項計畫讓學者在研究過程中毋須擔心金錢問題。計畫補助博士候選人新台幣90萬元研習經費,使其能更專注於論文寫作;而已拿到教職的年輕學者則是補助培育經費新台幣60萬元,同時,也可另外申請20萬元的學術專書出版費用。 科技部「人文及社會科學研究海外人才培育計畫」預計徵選博士候選人25位及年輕學者5位,徵件作業將在今年4月下旬啟動,歡迎符合申請資格的人文社科領域學人踴躍提出申請。詳細資訊請持續關注計畫網站及徵件資訊。
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科技部人文社科研究海外人才培育計畫4月下旬啟動

2021-01-06 發佈 王唯瑾 臺北
為了改善近年來人文社科領域人才到海外留學人數減少的現象,科技部今(6)天宣布,最新一期「人文及社會科學研究海外人才培育計畫」將在今(110)年四月下旬開始徵件,科技部表示,歡迎符合資格的人文社科博士生與年輕學者提出申請,這項計畫將提供經費,讓在海外留學或任教的研究人才能更專注於博士論文的撰寫以及學術專書的出版。 科技部「人文及社會科學研究海外人才培育計畫」今年邁入第三年,這項計畫目的在回應海外學界需求,改善台灣人文學科研究人才的斷層狀況。根據美國國家科學基金會(NSF)的統計數據顯示,2006年台灣赴美留學的人文社科類博士人數為218人,到了2020年則降為66人,足足減少了69.7%。 國家實驗研究院副院長兼科政中心主任林博文表示,未來國內大學將有一波教授退休潮,國內大學對於海外歸國的學者求才若渴,林博文副院長說,期盼能有更多優秀學者透過計畫補助至海外留學,並與國外學術圈多方交流,不但能在國際學界站穩腳步,也強化台灣在國際上的學術影響力。 科技部人文及社會科學研究發展司林明仁司長也提到,這項計畫讓學者在研究過程中毋須擔心金錢問題。計畫補助博士候選人新台幣90萬元研習經費,使其能更專注於論文寫作;而已拿到教職的年輕學者則是補助培育經費新台幣60萬元,同時,也可另外申請20萬元的學術專書出版費用。 科技部「人文及社會科學研究海外人才培育計畫」預計徵選博士候選人25位及年輕學者5位,徵件作業將在今年4月下旬啟動,歡迎符合申請資格的人文社科領域學人踴躍提出申請。詳細資訊請持續關注計畫網站及徵件資訊。