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111年5月19日(四)12:30於3樓和氣會議室舉辦「研究發想會」

111年5月19日(四)12:30於3樓和氣會議室舉辦「研究發想會」,由國立清華大學分子醫學所林玉俊副教授主講「利用化學小分子、光及超音波精準控制細胞結構及生理活動」,歡迎有興趣的同仁前往聆聽。

本次講座摘要:
科學的突破奠基於新技術的發明。我們實驗室在過去幾年內積極發展利用化學小分子、光照及超音波去精準控制細胞內不同分子結構及生理活動的技術,藉此精準控制細胞的嶄新技術,我們可以設計更複雜及困難的實驗去解決傳統方法無法探討的問題,更有機會精準地控制細胞去治療疾病。此次演講中,我將分成兩個部分介紹我們近期所發展的多種技術(Since 2018)。
Part I: 微管(Microtubules)為主要的細胞骨架,其調控許多細胞生理功能包含細胞分裂、細胞爬行、胞囊運送、胞器構造等。若其發生異常會導致神經退化疾病及癌症等多種人類疾病。過去對微管的研究普遍利用微管靶向劑(Microtubule targeting agents; MTAs) 破壞細胞微管並觀察其對細胞生理的變化,這類藥物也被大量用於毒殺癌細胞的臨床化療療程。但其破壞微管速度非常緩慢,且會引發多種副作用,阻礙近半世紀來對微管的研究進展。我們近期開發了一套快速溶解微管技術系統,其比兩種常用的MTAs (Nocodazole, Colchicine)快約9倍去破壞細胞微管,甚至能夠快速地破壞細胞內的特定微管結構如初級纖毛、紡錘絲、細胞間橋等結構。藉此世界首創系統,我們探討了微管如何直接調控細胞結構及分子機制(Liu et al., in revision, EMBO J)。除此之外,我們更發展調控微管後轉譯修飾的相關技術(Huang et al., Nat. Commun. 2018; Yang et al., Front. Cell Dev. Biol. 2021; Huang et al., under review, Nat. Commun.)。
Part II: 超音波遺傳學由於其高穿透性與保有精確空間解析度,以其為基礎的基因療法在過去的十年間得到越來越多的關注。隨著能感受超音波刺激的感應受器蛋白的發現,超音波遺傳學能夠更進一步地調控特定細胞活性,因而在基因療法上更具優勢。在我們先前的研究中,發現改造過哺乳類聽覺感應蛋白Prestin能夠增強人類細胞超音波敏感度數倍,並且誘發鈣離子流入超音波照射的細胞中。我們更藉此技術成功刺激小鼠深層腦的特定神經並且誘發人類細胞中特定的基因表現(Huang et al., Methods Mol Biol., 2021; Huang et al., Nano Lett, 2020; Wu et al., Theranostics, 2020) 。此超音波調控神經細胞的技術更被用於改善帕金森氏症小鼠的多項病症(Fan et al., Nano Lett, 2021)。近期,我們更從果蠅體內發現一個超級強效超音波感應蛋白質,其比所有已知的感應單白質敏感度更高,我們將利用此蛋白質建立更多非侵入性嶄新療法。