生物化学科暨生物化学暨分子生物学研究所

1、生物化學科暨生物化學暨分子生物學研究所高等分子生物學（Advenced Molecular Biology）任課老師：賴明德 (必修；3學分、開授學期：碩一上)將生物現象的種種機能循分子層次進行研究之分子生物學是生物學結合物理學、化學而發展出的新科學領域，隨著分子生物學之進展所開發出之基因工程技術，是探討生命科學奧妙，造褔人類重要之科學技術之一。本課程以真核細胞分子生物為主，並補充介紹目前基因工程所採用之重要技術的理論、方法實驗與實例等。此課程為醫學院生化，微免，分醫，醫技碩士班及基醫，臨醫博士班共同課程，前十堂課以講堂授課。將基本的Genome, replication, transcrip

2、tion, translation, 及bioinformatics傳授重要之知識。其後六堂課，以小教室討論進行，其方式有兩種，一為由教師提出一個研究問題，由學生查尋research articles來加以回答，並共同討論；另一種方式則由教師提供研究論文，由學生分組討論。小教室討論時，由吳昭良，張敏政，賴明德，張明熙，張文粲、鄭宏祺共同負責生化所碩士班學生。生物化學專題討論 (一)(二)(三)(四) (Seminar)任課老師：全體老師 (必修；各1學分、開授學期：碩一上、下；二上、下)本課程之目的為培養學生閱讀論文，並提高學生發表論文之技巧，本課程規定每位研究生每學期至少需報告一篇其感興趣之

3、科學文獻，或畢業論文有關之研究成果。蛋白質與酵素學 (Proteins & Enzymology)任課老師：吳華林、莊偉哲 (必修；2學分、開授學期：碩一上) 蛋白質是生物体的基本組成之一，蛋白質為生命体的結構及催化反應重要關鍵成分。此課程為生物化學研究之基本入門課程之一。第一部份探討蛋白質的結構及研究方法。第二部份探討酵素動力學酵素催化反應的機制及酵素反應的控制。細胞生物學 (Cell Biology)任課老師：張文粲 (必修；2學分、開授學期：碩一上) 細胞就像研究他們的科學其實是一個動態情形。哺乳類細胞會製造數千種不同的蛋白質；為了行使功能，每種蛋白質必須安插到液態空間中正確位置

4、或是細胞膜。例如紅血球生成素的運輸：從粗糙內質網合成後，透過高基氏體移動至分泌囊胞。現代生物學是奠基在，細胞內的分子和細胞間交互作用而構成多細胞有機體的明朗情況底下。越是清楚知道不同生物體間的構造、功能和發育，我們越是能辨識所有生命過程中展現出值得注意的共通性。分子細胞生物學著重在由生化學家所研究的巨分子和反應、由細胞生物學家所描述過程以及由分子生物學家和遺傳學家所找出基因調控路徑。在兩千年，兩種概念重新改觀分子細胞學：基因體學，達成不同生物體的去氧核醣核酸定序目標和蛋白質體學，研究蛋白質群其功能與蛋白質間互相交互作用的可能模式。生化研究入門 (Introduction to Biochemi

5、cal Research)任課老師：施桂月（必修；1學分、開授學期：碩一下） 本課程是針對碩一新生所開授的生化研究入門課程，師資由所內專任教師擔任。課程內容是為生化研究入門學習者所設計，目的是讓學生了解每個生化實驗的理論基礎，以及如何克服實驗上的困難。課程內容包括基因轉殖、基因剔除技術介紹、蛋白質與蛋白質交互作用的研究、轉譯分析、RNA干擾技術、基因治療、蛋白質微陣列分析及細胞分離、蛋白質表現系統與蛋白質純化等。因現代生化研究除了在分子層次了解作用機轉，及細胞層次研究其功能外，更進一步要進入動物實驗作驗證，本課程涵蓋三層次的研究入門介紹，有助於剛進入此領域學習的學生認識生化研究的意義。生物技術

6、特論 (Special topics in Biotechnology)任課老師：張敏政（必修；1學分、開授學期：碩一下）生物技術特論是針對碩一學生所開授的課程，師資由所內專任老師擔任，課程內容為就已修習生化研究入門基礎的學生做進一步介紹與講解近年來分子生物學發展有重大觀念性及技術性的突破之生物技術。因此本課程內容包括幹細胞、內皮始細胞之組織工程、單株抗體專一性藥物、蛋白質藥物、生物技術於能源之應用、奈米生物醫學技術、癌轉移實驗動物模式及標的藥物與藥物設計等。本課程所涵蓋的這些生物技術特論，不僅在生物醫學的基礎研究上，在檢驗醫學應用上、臨床疾病或癌症診斷及治療皆有所影響，甚至在生物技術產業上亦

7、有無窮的商業發展潛力與利益。學生學習並具備課程上所教授的知識，不僅跟得上近年來生物技術發展的潮流，亦能奠定掌握新時代生物技術命脈的基礎。分子技術學 (Molecular Technology)任課老師：吳昭良 (選修；2學分、開授學期：碩一上) 由於國立成功大學為一所定位成研究型之綜合大學，醫學院生物化學暨分子生物學研究所亦是以培育優秀研究人才為主要目標。今日生物醫學研究領域一日千里，不斷有新的技術發展。再加上知識爆炸，造成許多學生眼高手低，對於日常研究實驗工作無法上手。因此，本課程回歸基本，著重分子生物學基本實作原理之徹底瞭解。本課程介紹以能應用於生物、醫學研究之各種分子生物及生物科技之技術

8、。採深入淺出之方式進行題材講解，利用專業教材、文獻導讀、報章雜誌專刊介紹及討論等，營造良好的師生同儕間之互動氣氛。希望達成：1).培養學生具豐富科學知識、探究能力及科學與人文素養而設計；2).兼顧為進入高深研究之準備而規劃；3).同時提供學生彈性學習機會，以塑造學生多元的能力，成為一整全的個體。分子遺傳學 (Molecular Genetics)任課老師：吳昭良 (選修；2學分、開授學期：碩一上) 分子生物學及遺傳學的進展一日千里，為了因應此種瞬息間的變化，本課程以最新發表之原始論文為討論之對象，針對分子生物學及遺傳學的發展做邏輯學上之分析研究。癌症特論 (Special Topics in

9、Cancer)任課老師：賴明德 (選修；2學分、開授學期：碩一上) 課程目的：新進入癌症實驗室之研究生了解各實驗室之研究方向及研究技術，以加強各團隊成員之間合作。由本院研究癌症之教師及醫師負責教學。課程內容：各實驗室研究內容，請包含 (1) 研究背景及推理(background and rationale)；(2) 研究之重要性(Significance of research project) ；(3) 研究方法(Experimental approaches)；(4) 研究成果(Current research progress) 蛋白質核磁共振學與藥物設計 (Protein NMR an

10、d Drug Design任課老師：莊偉哲 (選修；2學分、開授學期：碩一上) 核磁共振由物理學家發現在磁場中核子會自旋的現象，目前己廣泛應用在生、醫、理、工等各領域，是研究蛋白質結構與藥物設計不可或缺的技術。第一部份探討核磁共振原理及如何利用核磁共振決定蛋白質的結構。第二部份探討如何利用核磁共振進行藥物設計。新藥研發 (New Drug Development)任課老師：張明熙 （選修；2學分、開授學期：碩一下） 本課程目標為1)讓學生暸解醫療新藥如何從上游、中游、到下游，從研究發展、動物實驗到臨床試驗的完整遇程；2)讓學生暸解針對不同的疾病如何設計標的分子，以發展新藥。基因標定學 (Gen

11、e Targeting)任課老師：張文粲 （選修；1學分、開授學期：碩一上、碩二上）此課程首先描述，於哺乳細胞中，如何設計基因標定的載體，以及從同源重組的方法中，如何去區分隨意的插入。之後則延伸為常見的基因標定操作，點專一重組方法，利用Cre-loxP和Flp-FRT系統，產生子細胞突變，此方法僅改變少數的鹼基對，或是特殊情況下使得基因活化或去活化。接下來方法學方面則講解利用同源重組導入突變到胚胎幹細胞，包括篩選以及過濾的步驟，對於辨識及恢復標定的細胞群。且說明如何建立新的胚胎幹細胞，以突變的細胞注射到囊胚期細胞產生老鼠嵌合體，並且研究其突變的表現型。另外基因專一獲取方面，是一種產生大規模基因

12、突變的便利手段，對於揭示大量基因序列所對應的基因功能具有重要應用價值，因此本課程也包含組成、設計、修飾基因專一獲取的載體及篩選，並進行基因專一獲取插入的分子分析。課程另一部分說明老鼠的發育過程、老鼠的培育與照顧、以及如何保存冷凍的精子和胚胎細胞，分析基因突變處和表現型的差異。介紹化學性的突變生成(chemical mutagenesis)和直接的突變生成(directed mutagenesis)方法，於胚胎幹細胞誘導新突變點。在轉殖鼠方面，闡明如何利用載體、細菌人工選殖(BACs)、酵母菌人工選殖(YACs)製造出轉殖鼠，另外也提供相關網站和資料庫供學生參考。以問題為導向學習癌症轉移(Pro

13、blem-Based Learning in Cancer Metastasis)任課老師：鄭宏祺（選修；1學分、開授學期：碩一上、碩二上）癌症轉移(cancer metastasis)是癌症病患致死的主要原因。在無法完全防止癌症形成之際，若可試圖阻斷癌細胞轉移，將會是一個極具發展潛力的方向。雖然過去癌症轉移之分子機制已有一定的瞭解，但目前科學家仍不斷地探討及更新癌症轉移機制，並發表成果於世界各大知名期刊。若學生能在學習已知癌症轉移知識之餘，更能從最新發表成果以問題為導向來學習最新資訊，將有助於提升對於癌症轉移研究的興趣，且提高未來投入此研究領域與相關論文寫作能力的可能性。本課程依癌症轉移可能

14、分子機制之先後順序，由授課老師首先講授過去文獻教科書中已知的知識，再讓小組學生經由閱讀最新癌症轉移相關的文獻並互相討論或爭辯，去發現許多問題 (problems)，經由自我學習及團隊合作，來獲得不易遺忘而且可解決問題的知識，進而訓練有效率解決問題及論文寫作之能力。最後，再由授課老師進行總結及評論。線蟲生物學論特論 (Special Topics in C. elegans Biology)任課老師：陳昌熙（選修；1學分、開授學期：碩一上、碩二上）線蟲 (C. elegans) 是一種可以獨立生存的線蟲動物門(Nematoda)生物。自1965年起，科學家 Sydney Brenner 開始利用

15、線蟲作為分子生物學和發育生物學研究領域的生物模式(animal model)，從研究的角度來看，線蟲的優勢在於為一種多細胞真核生物，又夠簡單到可以被詳細研究。線蟲每一個體細胞的發展命運都已被確立。這個細胞世系(cell lineage)的規律在各個個體之間是幾乎不變的。除此之外，線蟲是有最簡單的神經系統的生物之一。其總共有302個神經元，其連結形式也已完全被建立出來。更多研究探索了與線蟲的一些特殊行為有密切關連的神經機制，包括趨化性(chemotaxis)、趨溫性(thermotaxis)，以及雄性交配等行為。自2002年，諾貝爾生理醫學獎頒發給 Sydney Brenner、H. Rober

16、t Horvitz 和 John Sulston 以表揚他們對了解 C. elegans 的計畫性細胞死亡(programmed cell death)及器官發育遺傳學的貢獻，2006 年諾貝爾生理醫學獎再度頒給兩位線蟲研究者，2008年也有一位線蟲科學家獲頒諾貝爾化學獎，短短不到10年間，線蟲讓科學家連摘三次科學桂冠。身長 1 公釐的小小線蟲，究竟有何魅力使生物醫學研究大放異彩？ 本課程將由深入淺的介紹各類運用線蟲的生物醫學研究。腫瘤生物學 (Tumor Biology)任課老師：賴明德（選修；2學分、開授學期：碩一下、碩二下）課程內容包括二個部分：第一部分整合致癌基因、抑制癌症基因、訊息傳

17、遞機轉免疫及等有關知識去探討癌化現象及轉變等現象。由基礎醫學老師傳授，著重推理及研究方法。第二部份則請各專科醫師講解各器官癌症，含肺癌、肝癌、胃癌、大腸癌、婦癌、膀胱癌、及口腔癌。其目的在於使基礎研究之學生也能從臨床角度了解不同癌症。應用分子生物學 (Applied Molecular Biology)任課老師：張敏政（選修；3學分、開授學期：碩一下、碩二下）本課程著重於現代分子生物所發展出之重要技術實際應用於產業方面之介紹，授課內容概括農林魚牧醫藥與臨床醫學等實例簡介。發育生物學 (Developmental Biology)任課老師：張文粲（選修；2學分、開授學期：碩一下、碩二下）發育生物

18、學是所有生物學的核心，主要探討基因如何管理受精卵中胚胎體的細胞運作狀態的過程，像是辨識細胞的分佈方式、型態和發展行為。近年來發育生物學的發展受到了有長足進展的分子和細胞生物學的影響，已經有卓越的進步並且能提供大量可運用的資訊。在課程中，我們從簡單到複雜的生物系統都有介紹，諸如酵母菌、黏菌、線蟲、非洲菫、斑馬魚和老鼠。這些系統能提供豐富且充足的證據，讓學生對於胚胎發育有更清楚完整的認識。本課程中還有一個特色是對於植物發育的探討，因為一般的發育生物課程多半會被忽略。近年來植物的發育生物生物學有很大的突破，也被發現到許多特異性和重要性。探討首要組織的胚胎學對於研究已知的分子機制是必要的，因此在本課程

19、的早期課程則會著重在胚胎學上。本課程也探討新的領域，像是選殖、幹細胞、遺傳工程、體外受精、癌症治療、器官再造和發展延長壽命的方法。生物技術 (Biotechnology)任課老師：吳華林（選修；2學分、開授學期：暑期） 本課程是教育部生物及醫學科技人才培育先導計畫所補助，在暑期開課，列為本校生物科技學程以及再生醫學科技學程中的核心課程。本課程開設的目的是由於近年來生物技術科技越來越蓬勃發展，生物技術相關產業人才的需求也相對增加，為了因應生物科技領域的快速進展而開授本課程。師資來自校內、外各領域學者專家。基因體學與功能生物學 (functional genomices)任課老師：王憶卿（選修；1

20、學分、開授學期：暑期） 本課程之授課對象係針對所有學生及生技業界之從業人員。內容主要在介紹生物資訊及系統生物相關知識包括基因體學及功能性基因體學以及藥物基因體學。主要目的乃在教導學員如何利用網路資源及生物醫學相關資料庫及工具（包括基因定序、基因定位、基因預測、核醣核酸結構預測、蛋白質結構與功能預測、藥物設計等），研究基因型(genotype)與表現型(phenotype)間關係。核糖核酸干擾技術（RNA Interference）任課老師：張文粲（選修；1學分、開授學期：暑期） 核糖核酸干擾技術（RNAi）研習課程：小片段干擾核酸(small interference RNA, siRNA)為

21、一種強力的基因沉默試劑，其作用具序列專一性，能導致含同源序列RNA的分解，而此過程稱為RNA干擾(RNA interference, RNAi) 。siRNA是21至23個核酸長的短鏈RNA雙股結構，其3端有2個核酸的突出。細胞中的siRNA可以由外力將化學合成的siRNA直接送入細胞或是由DNA載體表現系統在細胞中表現。RNAi技術的應用相當廣泛，其不僅是一種逆向功能性基因體研究的強力策略，同時也是一種非常具潛力的基因沉默療法。由siRNA引導的基因調控系統已被應用於參與細胞生長、分化以及死亡等關鍵基因的鑑別，同時siRNA也被應用於保護細胞免於病毒感染、抑制腫瘤形成以及其他相關致病分子機制

22、的研究。本課程將介紹RNAi技術與傳統生物技術的差異及優缺點比較，並探討RNAi在生物醫學應用上的潛力。本課程除原理講解外亦包括研習部分，利用成大醫學院生物化學暨分子生物學研究所既有的資源來指導學員實際操作RNAi的實驗過程，從設計標定列、構築表現質體及實驗分析等，連貫的實驗流程更能讓學員瞭解此技術的重點，有助其在該研究領域的應用。蛋白質交互作用 (protein-protein interaction) 任課老師：張文粲（選修；1學分、開授學期：暑期） 本課程為一實驗課程，於暑期開課。蛋白質交互作用(protein-protein interaction)在細胞中扮演著極為重要的腳色。幾乎所

23、有細胞內的生理反應，例如訊息傳遞、細胞週期的調控、酵素活性的調解與中間代謝等，皆與protein-protein interaction相關。因此，生物學的各方面研究領域上(生物化學、分子生物學，遺傳學，細胞生物學，發育生物學等)，皆致力於尋找與確認蛋白與蛋白之間的作用關係。本課程將介紹各種偵測蛋白與蛋白作用的方法與原理，包括CoIP (co-immunoprecipitation)、GST-pull down assay、FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer)、BiFC (Bimolecular Fluorescence Complemen

24、tation Assay)、Phage expression cloning system等。本課程除了理論的講解之外還包括實驗部份。實驗部分將涵蓋co-immunoprecipitation (CoIP)、 GST pull down、FRET、BiFC。利用生物技術改進計畫實驗室以及成大生物化學與分子生物學研究所的空間與資源，讓學員實際操作實驗。從質體的構築與純化、形質移轉(transfection)，到免疫轉印 (Immunoblotting) 與顯微鏡分析，讓學生學習蛋白與蛋白作用的基本理論與實驗經驗，此課程將有助於學生日後從事相關工作的基礎。藥用蛋白質表現與純化 (Expressio

25、n and Purification of Biomedical Proteins) 任課老師：施桂月（選修；1學分、開授學期：暑期） 由於生科技的突飛猛進，促使利用哺乳動物細胞表現重組蛋白系統上的利用更加重要。許多蛋白質合成過程中，必須經過一連串嚴格的控管(quality control)及(modification)的過程，才能具有正常的生理功能，包括：醣基化(glycosylation)、雙硫鍵形成 (disulfide-bond formation)及蛋白折疊(protein folding)等。而利用哺乳動物細胞系統表現組蛋白，則能有效地製造出具生物活性(bioactive)及經過正

26、確修飾(modified)的蛋白質，在現今可以利用表現系統中，此特性是無可取代的。因此本系統是用來表現真細胞蛋白質的最佳工具，研習此技術可讓學生了解生產醫藥用蛋白質的基本原理與操作過程。本課程為實驗課程，於暑期開課。實驗動物模式建立、分析與應用 (laboratory animal)任課老師：張文粲（選修；1學分、開授學期：暑期） 課程目標著重於訓練實驗動物的試驗人員(animal practitioners) ，提升醫學研究相關動物模式之操作能力。同時建構完整的實驗動物科學學程，爲日後實驗動物科學研究鋪路。國內在實驗動物科技人才的訓練，尚屬起步的階段。授課之講師，將整合校內之師資人力，同時借

27、重國科會實驗動物中心及進階生物科技，提供動物實驗相關之技術與服務，課程內容含括臨床及基礎學科的老師，介紹不同領域的實驗動物模式及實驗設計之應用。將既有之課程與實驗設施整合，並配合開授課程，執行的重點在建立醫學研究之實驗動物模式，與實驗動物實務之操作技術等核心課程，並將實驗動物課程內容及試驗操作課程等編撰成教材，以方便示範教學。講授課程內容將以各授課教師現有課程內容為骨幹，藉由教學、統一教材內容和規格，訂定客觀之教學績效方法，落實本計劃之任務。擬招收對象以校內、外之學生、助理以及產業界有志於利用醫學用實驗動物模式開發新產品之業者，以接受醫學研究之實驗動物模式實際操作，培育實驗動物操作人才，期能與

28、世界上最新的科技技術同步發展，進而有能力開創出更傑出的醫學研究之實驗動物模式。實驗動物模式建立、分析與應用實習 (laboratory animal)任課老師：張文粲（選修；1學分、開授學期：暑期） 課程目標著重於訓練實驗動物的試驗人員(animal practitioners) ，提升醫學研究相關動物模式之操作能力。同時建構完整的實驗動物科學學程，爲日後實驗動物科學研究鋪路。國內在實驗動物科技人才的訓練，尚屬起步的階段。授課之講師，將整合校內之師資人力，同時借重國科會實驗動物中心及進階生物科技，提供動物實驗相關之技術與服務，課程內容含括臨床及基礎學科的老師，介紹不同領域的實驗動物模式及實驗設

29、計之應用。將既有之課程與實驗設施整合，並配合開授課程，執行的重點在建立醫學研究之實驗動物模式，與實驗動物實務之操作技術等核心課程，並將實驗動物課程內容及試驗操作課程等編撰成教材，以方便示範教學。講授課程內容將以各授課教師現有課程內容為骨幹，藉由教學、統一教材內容和規格，訂定客觀之教學績效方法，落實本計劃之任務。擬招收對象以校內、外之學生、助理以及產業界有志於利用醫學用實驗動物模式開發新產品之業者，以接受醫學研究之實驗動物模式實際操作，培育實驗動物操作人才，期能與世界上最新的科技技術同步發展，進而有能力開創出更傑出的醫學研究之實驗動物模式。蛋白質體分析 (protein analysis)任課老

30、師：廖寶琦、游一龍（選修；1學分、開授學期：暑期） 蛋白質體學研究的相關技術有蛋白質分離、質譜分析、生物資訊、蛋白質陣列等，目前被認為研究蛋白質體最成熟的工具是二維凝膠電泳(two-dimensional gel electrophoresis, 2D-GE)的分離機制加上質譜儀(mass spectrometry, MS)的蛋白質身份鑑定（protein identification）。二維凝膠電泳利用等電位點聚焦(iso-electric focusing, IEF)與SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis)兩種原理，能將直接從組織或培養細胞萃取出來、成千上百的蛋白質混合物作高解析度的分離。經過比較正常與有疾病的組織或細胞（或是在實驗室內比較控制組與實驗組）之二維凝膠電泳結果，看的出有變化的蛋白質就可以用質譜儀來作身份鑑定。質譜分析技術能對大量蛋白質進行靈敏度極高的身份鑑定，它的發展革命性地改變了科學家研究蛋白質體的方式。利用質譜儀來鑑別蛋白質的原理