解开叶绿体膜间隙桥梁之谜 中研院分生所李秀敏 获第15届「台湾杰出女科学家奖」

为了表扬女性科学家在科学研究、社会环境的贡献,莱雅(L'Oréal)集团与联合国教科文组织(UNESCO),自1998年起合办了「全球杰出女科学家奖」。台湾莱雅公司为回馈社会、鼓励台湾年轻女性投入科学研究,也於2008年起与吴健雄学术基金会,共同协办了「台湾杰出女科学家奖」,希望能藉此表扬对台湾学术研究有贡献的女科学家们。
第15届台湾杰出女科学家奖得主於上(3)月26日揭晓,由中央研究院分子生物研究所(以下简称中研院分生所)特聘研究员李秀敏获奖;而本届台湾女科学家新秀奖则是由台湾大学分子与细胞生物学研究所副教授黄筱钧,以及中研院分生所副研究员薛雁冰获得。

第15届台湾杰出女科学家奖得主出炉:由左至右分别为新秀奖得主薛雁冰、杰出奖得主李秀敏、
新秀奖得主黄筱钧、孟粹珠奖学金得主赵彤。(台湾莱雅与吴健雄学术基金会提供)

择其所爱,解密叶绿体的运作之谜

毕业於美国威斯康辛大学(University of Wisconsin-Madison)分子生物学博士班,中研院分生所特聘研究员李秀敏的主要研究领域为「植物分子生物学」。植物的叶绿体为双层膜构造,必须透过细胞质输入各种「蛋白质工人」才能够有效的运作。而在叶绿体外膜与内膜之间有一层非常宽的膜间隙,这些蛋白质该如何穿过膜间隙,成功被运输进叶绿体内部呢?
为了找出蛋白质进到叶绿体内部的方式,李秀敏与研究团队花费七年时间,终於成功解析出叶绿体膜间隙中的桥梁蛋白——TIC236,此运输蛋白使得细胞质中的蛋白质,可以顺利通过叶绿体的膜间隙进到叶绿体内部,可说是解开了叶绿体运作的一大谜团。这项发现,有助於未来科学家对於植物对抗逆境的研究,例如藉由突变的方式强化TIC236蛋白,就能让植物在遇到台风、水灾等自然灾害时得以存活。
也因自小就对「植物」相当感兴趣,李秀敏在高中毕业时毅然决定将动物系、植物系填在医学系前,这也开启了她走向科学研究的道路。对她而言,科学就是生命和宇宙运作的原理,能以科学研究作为职业,是她觉得最美好、幸运的事情。在研究碰到逆境、困难时,她也勉励学生从这些失败中汲取经验,重新设计下一次实验,方能一步一步朝向自己的目标迈进。

跨领域投入合成生物学,研究不对称细胞分裂

大学就读於电子工程学系与研究所的黄筱钧,受到系统与合成生物学的论文启发,而後赴美国哈佛大学(Harvard University)攻读系统生物学博士。返台後,黄筱钧团队充分发挥跨领域专长,在实验室中以合成生物学方法,主要研究发育生物学中的「不对称细胞分裂」现象。团队以会对称分裂的物种「大肠杆菌」(Escherichia coli)作为实验主体,并人工加入一些可能构成细胞不对称分裂的条件,如PAR3、PKC3蛋白,期望能在下游建立起蛋白质梯度(protein gradient)使细胞在分裂时,两个子细胞能够遗传到不同蛋白,造就其不同的命运,最终实验结果指出,「聚合作用」与「抑制扩散」是构成不对称细胞分裂的最小条件。
黄筱钧形容,做科学的感觉很像是「瞎子摸象」,每一个科学研究方法都有它的盲点,遇到困境时就需要用不同的角度去看待研究、开发新的方法破解你的问题。跨领域从电子工程转入合成生物学研究,在研究中遇到许多挫折仍坚持不懈,她认为「跨领域」反而是一种优势,能够使她从另一个角度看见问题。时刻提醒自己「喜欢做科学、记得上一次解决问题时的快乐」,就是黄筱钧的研究精神。

建立线虫捕捉菌系统性资料,协助寄生虫防治与药物开发

线虫是地球上数量最多的动物,其中一种「秀丽隐杆线虫」(Caenorhabditis elegans)是生物医学研究上重要的模式生物;此外,也有许多线虫会寄生於植物、动物、人体身上,造成疾病。而中研院分生所副研究员薛雁冰,主要的研究题目就是「线虫捕捉菌及线虫如何被真菌杀死」,期望能从自然界中找出不同的方法,帮助我们对抗寄生性线虫。薛雁冰团队发现,自然界的一些真菌,如杏鲍菇、秀珍菇就具有「猎食者」特性,它们的菌丝可以通过线虫的感觉神经纤毛麻痹线虫,使得线虫的神经细胞坏死,进一步捕食线虫。
未来她也期望能将这些研究结果应用於农业的生物防治,或研发人体抗寄生虫药物等。薛雁冰分享道,她一开始在进行线虫捕捉菌研究时,许多实验过程进行得相当不顺,於是亲自带着团队到野外采集菌株,一步一步建立起需要的系统性资料、方法。她也鼓励所有喜欢做实验的年轻女性们勇往直前,不要担心、害怕。「sky is the limit」薛雁冰认为,女性做科学其实没有任何限制,尽管放胆追求,你的梦想终将实现。

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