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別小看小小的線蟲,牠是全球生物學家研究的重點,成功大學電機工程系師生,最近靠著線蟲的相關研究,登上全球最具知名度的「Science」期刊。

什麼是線蟲?線蟲動物門是動物界中最大的門之一,估計全球約有100萬種,蛔蟲也是線蟲一種。根據「科學月刊」之前的報導,「全球以線蟲為主題的研究論文就有超過上萬篇,甚至還有6位科學家,因線蟲研究而獲頒諾貝爾獎」可見全球線蟲應該是全球生物學家研究的重點之一。

成大電機工程系教授吳謂勝帶領碩士班學生黃偉哲,站在使用者角度了解線蟲生物學家需求,「要人性化、速度也要夠快」,順利開發出簡便好用的網頁工具piScan,協助芝加哥大學研究團隊找到突破關鍵,可望解開困擾線蟲生物學家20多年的序列謎團,研究成果登上2018年2月「Science」期刊,預期將受到全球線蟲生物學家關注,極具影響力。

這篇榮登「Science」的論文「The rules for piRNA targeting reveal resistance of endogenous genes to piRNA silencing in C. elegans」,通訊作者是美國芝加哥大學李亨啓教授,吳謂勝與黃偉哲為共同作者。

吳謂勝指出,知識日新月異,現代生物學家多少都必要透過巨量分析獲得進一步結論,開發程式越顯重要,而這次負責寫程式的學生黃偉哲,從原本完全沒有經驗,經過自學克服許多難關,貢獻很大。

還在唸碩士班的黃偉哲沒想到自己的研究能登上許多研究者一生夢寐以求的「Science」,他笑說最感謝吳老師一路緊迫盯人,「老師很不一樣,一般研究生通常都是meeting的時候才會和指導教授見面,但是吳老師是每天、甚至假日都到實驗室關心我們的進度,一起討論。」面對細心又嚴格的吳老師雖然有過痛苦的日子,黃偉哲卻沒想過要放棄,他說很幸運能有這段很好的訓練,覺得很有成就感。

piScan這個網頁工具還未公開發表,就已經備受線蟲生物學家關注。吳謂勝指出,過去線蟲生物學家想使用報導基因(reporter gene)來進行研究,會因為被細胞內的防禦機制piRNA所辨認並受到抑制而無法表現,許多研究因此無法順利進行,這問題已經困擾線蟲生物學家20年。

李亨啓找出線蟲中piRNA的結合法則,可以解釋為何外來核酸進到線蟲生殖細胞後通常表現都會受到抑制,進一步透過piScan這個工具,則可以更改螢光蛋白的核酸序列,以逃脫piRNA的結合而能成功表達螢光蛋白,讓線蟲生物學家可以輸入他們想在線蟲表達的核酸序列。也就是說,根據piRNA的結合法則,順利找出想要表現的序列並修正序列。「本來沒辦法成功表現的因此能順利表現,對生物學家而言將可說是震撼性突破。」

成大電機工程系教授吳謂勝(左)帶領碩士班學生黃偉哲開發線蟲相關程式,成果登上最新一期的「Science」期刊。圖/成大提供
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