單分子生物物理化學工作坊 (2023/12/14)

by Yang-Kuang Chao
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單分子生物物理化學工作坊於12月14日於國立臺灣大學化學系潘貫講堂舉行,會議邀請到單分子生物物理化學領域國際知名學者 Jeff Gelles 教授分享他團隊近年來的研究成果,他的研究跳脫過往簡單的系統,在更接近於真實生物體內的狀況下,利用細胞萃取物內的多種蛋白,利用細胞萃取物內的多種蛋白,並對其中數種蛋白進行螢光標記以進行單分子共定位(colocalization)實驗,在複雜系統中呈現了單分子的實驗結果,預期是此領域未來重要的發展方向之一。

本次會議除了國外講者外,另邀請到國內博士後研究員與學生講者共六名進行專題演講,期間與國外講者 Jeff Gelles 與另外一名國外專家 MIT 生物系的 Gene-Wei Li 教授有良好的互動,對於擴展學生研究室也有卓著的成效。中午進行壁報展示,期間學生與期間與國外講者 Jeff Gelles 與另外一名國外專家 MIT 生物系的 Gene-Wei Li 教授有非常深入的互動,對學生的研究除了直接的建議外,也非常有激勵的效果。此次會議除了讓研究人員獲取國內外相關領域最新的資訊外,更重要的是提升學生國際視野與增加學生與國際學者互動的機會,藉此機會可激勵學生繼續往學術研究方向邁進。

單分子生物物理化學是近年來發展迅速的一門領域,它提供了一種獨特的視角,能夠深入了解生物系統的動態機制。而目前大部分的應用局限於少數分子間的交互作用,然而生物體內的成分十分複雜,參與生物過程如核酸轉譯(transcription)的蛋白質可能多達數十種,如何將此複雜系統在體外系統(in vitro)重現以了解詳細機制成為近年來最大的挑戰之一,而此次邀請到的講員美國 Brandeis 大學生物化學系的 Jeff Gelles 教授在此方面有卓著的貢獻,在更接近於真實生物體內的狀況下,利用細胞萃取物內的多種蛋白,並對其中數種蛋白進行螢光標記針對轉錄(transcription)系統進行多波長單分子螢光共定位(Multi-wavelength single-molecule fluorescence colocalization, CoSMoS)實驗,其研究成果充分展現此一新技術的潛力,預期將成為單分子生物物理化學領域的新主流。此外,近年來冷凍電子顯微鏡技術蓬勃發展,在取得蛋白質的高解析結構上有重大的突破與貢獻,並可利用分類取得蛋白質在不同階段的結構,進而推出其結構變化的動態,然而此一方法仍有侷限。

中央研究院化學所章為皓博士團隊的單分子奈米定位技術,配合已知的電子顯微鏡結構進行設計以進行單分子螢光共振能量轉移光譜實驗,可取得寶貴的動態資訊,對於了解蛋白質機器的運作機制有更直接且深入的了解。過去二十年來,單分子生物物理化學領域蓬勃發展,而未來將以解決更複雜的問題,並輔以其他工具,持續對生物物理化學領域做出貢獻。

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