科技新知 - 破解果蠅腦袋密碼 為老年痴呆症找解答

[atie]

文●吳錦勳、王茜穎

江安世用不到千分之一的經費，領先世界級團隊
江安世所領軍的清大研究團隊，建構出果蠅「腦內嗅覺神經網路地圖」，有人預言，他將是台灣下一個諾貝爾獎得主。

這是一個人類前所未見的世界。

戴上3D眼鏡，螢幕上浮現出兩片對稱而美麗的蝴蝶蘭花瓣，它是比大頭針頭還小的果蠅腦袋，鏡頭推進，一顆三微米（萬分之三公分）大小的腦細胞發著螢光。這個次微米的世界，對過去科學家是一大謎團，現在竟像哈伯望遠鏡下發著彩光的星雲，活生生呈現眼前，彷彿伸手可及。
站在螢幕前，即使已看過無數次，清華大學生物科技所所長江安世仍難掩興奮說：「天文學家是看極大，生命科學是看極小，極小也是宇宙。」

過去有長達五年時間，他投入全部精神要為這個小宇宙，畫出宏偉的地圖。成果展現在眼前，這是全球第一個達到分子層次的腦神經網路基因表現3D影像虛擬實境系統，有了它，任何單一腦細胞神經的運作，都能纖毫畢現。

今年三月，江安世所領軍的清大研究團隊，利用這突破性的生物影像科技，以果蠅「腦內嗅覺神經網路地圖」研究登上國際頂尖學術期刊《細胞》（Cell），成為第一篇獲得刊登的台灣本土研究。超前其他世界級團隊整整一年，論文一出，江安世分別收到了彼此是競爭對手的哈佛大學、史丹佛大學、維也納大學的合作邀約。

人類很多疾病都和基因表達錯誤有關，有了這張地圖，便可以在任何時間，控制果蠅任一個基因，觀察基因表達路徑，藉以修補或消除，實驗出治療的藥物或方法。

以江安世探索的果蠅嗅覺為例，當空氣中的味道分子，被果蠅觸角葉細胞（第一層）接觸後，訊號就像電流一樣隨著這些網路傳到後方的嗅覺小球（第二層），再往上投射到更深的腦部－－蕈狀體（第三層），由這個嗅覺腦部運算中心判斷，最後由更高層神經決定要逃走還是靠近。

二○○四年，美國哥倫比亞大學神經學教授李察‧亞塞爾（Richard Axel），以破解果蠅第一層的嗅覺神經網絡，獲得諾貝爾醫學獎。江安世進一步找出果蠅嗅覺信號第二到第三層的機制，發現神經元間的連結具有不同於第一層型式的配對，信息也被重新轉譯、解碼。

清大校長陳文村大膽預測：「江安世有可能為台灣拿下諾貝爾獎！」

不認輸：拼裝車對上法拉利　克服資源、人才短缺困難

走進清大生科二館，不到一坪大的蟲房，幾百根試管養滿無數果蠅。這些瓶中果蠅，短短兩個月生命都密封在試管裡。牠們的基因都被「動了手腳」，有些得到老年痴呆症、憂鬱症，或失眠，或不能控制的手舞足蹈，或因為某個基因傳導故障，變成拚命吃、肚子脹成好幾倍的暴食症果蠅……。

這些小果蠅肩負著拯救人類的重責大任。透過操控牠們的基因，人類各種疑難雜症都反應在牠們身上。當今，全球人口老化嚴重，現在科學家已篩選出五十多個參與學習與記憶的腦神經基因，開發出治療記憶及認知失調的「聰明丸」，若測試成功，保守估計至少有四十億美元的商機。

人類各種違常行為到底由哪些神經細胞的基因控制，一直是世界各大腦實驗室絞盡腦汁要搶頭香的戰場。清大團隊現有經費只有四十萬美元，對比頭號勁敵、諾貝爾獎得主眾多的霍華．休斯（Howard Hughes）醫學中心的五億美元，只是一千二百五十分之一；而對比另一個由微軟創辦人之一保羅．艾倫（Paul Allen）資助的艾倫腦科學研究中心（Allen Institute Atlas）的一億美元，也是人家的二百五十分之一。

江安世搖頭感慨，「老實講，我們什麼都輸人家。資源、人才、經費通通輸人，好像一場賽車，人家是法拉利，我們是到修車廠把零件組起來，拼成車子，一邊走還一邊掉零件，但還是拿到冠軍。」 。如何觀察到基因的表現？清楚看到分子的路徑？細胞只有微米大小，裡面的DNA更只有奈米的大小，過去實驗室採取的生物樣本，經過脫水、切片、染色、加熱等程序，等到要觀察時，早就變得「面目全非」。 江安世發出狂想，「假如我發明一個東西，能讓生物的組織變透明，不傷害細胞，可以看到基因的表現，不是很神奇嗎？」

為了讓樣本完好如新，江安世觀察到，很多生物都是透明的，水母、體蝨，甚至小螃蟹都是透明的，「我不曉得牠透明的機制是什麼，但牠提醒我一件事：生物組織是可以透明的。」

不居功：研究者共同掛名　因為不搶鋒頭使得科學家爭相合作

他到處走走看看，巧遇了一位正在做博士後研究的研究生，看到他處理的影像，畫質奇差，於是就用FocusClear TM協助這位研究生。「他一看，吃驚得不得了，怎麼這麼清楚」，兩週後，他們便在重要的期刊《Current Biology》合作發表了論文。

意外的插曲，讓江安世聲名大譟，兩個月後，想跟他合作的人已經多到排不下實驗室，那一年，他貢獻自己的技術，一舉協助了十位研究人員發表八篇重要論文。

江安世謙和不居功的態度，深獲冷泉港神經生物實驗室主任塔里（Tim Tully）欣賞，他讚揚江安世是高度願意融入的合作夥伴（highly collaborated）。科學界競爭這麼強，大家算得很精，出一分力就要拿兩分好處回來。但江安世反其道而行，他在冷泉港時和三分之一的研究人員都有合作。因為不搶別人鋒頭，其他科學家更樂於平等合作，共同掛名，他的聲名越傳越遠。

他肯定的說：「資源少，國際合作沒有什麼策略，就是make yourself valuable ，創造自己被需要的價值。」身為虔誠的基督徒，江安世深深了解，鹽要讓水變鹹，必須要完全解消，融入水裡。那篇刊上《細胞》的論文，江安世也特地將三位學生及教授的名字，都排在他之前，共享榮耀。

不圖利：放棄一流待遇　想在台灣土地上做有意義的事

在江安世發表論文前，冷泉港實驗室就曾想把整個團隊挖過去。冷泉港研究部主管帶江安世到一家高級餐廳，提出空前優渥的條件：你們整個團隊三十個學生全都來，我給你們一整層樓，還有比台灣多五、六倍的薪水，甚至提供海邊別墅，一切都是一流大師的待遇。

在美國親身經歷了九一一事件，江安世看清人生的短暫，「一個高樓就在你面前倒下來」，他想：生命有限，能不能為台灣做有意義的事。「老實講，我掙扎很久，考慮了好幾個月，但最後除非是做不下去，否則我一切都要在台灣做！」他發現，很多偉大工作在美國，雖然都同是由華人完成，「但在台灣完成和在美國完成，意義完全不同。」

江安世臉龐如沐在一種光芒裡，對他而言，站在台灣一樣可以創造世界第一，他想著，假如以後每年都有論文登上國際期刊，十年、二十年後，台灣將可打入諾貝爾獎競賽圈。

這些話，像是對他自己說的。「拼裝車」剛打敗了「法拉利」，他的信心像被風鼓脹的船帆。
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屬於台灣人的驕傲，為他們喝采

[YaYa07]

春秋時五霸之ㄧ的楚莊王丟失了弓箭
他很釋然的說楚國人撿到..還是楚國人的
就有人說他..何不說都是人類撿到....都是人類的呢

物品其實哪有國界的區別
生命科技又何必要說是為台灣如何呢
何不放大心境....這是為全人類的努力....是全人類的榮耀
中國四大發明....今天有誰真會覺得那是中國的榮耀....那是全人類的榮耀

人類的心胸就是太狹隘了
所以爭端紛亂不斷...發生了戰爭卻又要來責怪什麼呢
難道中國在奧運的金牌比我們多很多....我們就會很可恥很卑賤嗎??
如果不會...又何必在乎是哪裡的光榮呢??
能有傑出的成就都是人類的榮耀

[mini]

我想這才叫 台灣之光
哪像這年頭 台灣之光、台灣之光 的 隨便喊~

[Dingding]

milk:
媒體很厲害.....
唉.....