研究主題

酵素科技研究

開發關鍵酵素生物技術是一項世界性農業、工業發展之重要研發項目。農生中心成立的跨領域工業酵素研發團隊，利用應用基因體學與酵素生物技術學，開發新穎工業酵素用於生物復育、食品/飼料添加酵素、生質能源等之開發。由兩個研究方向對台灣農產品附加價值有所貢獻：

（一）研發、改造酵素以用來改善農產品現有用途、工業毒物之分解或開創新功能或用途的酵素。例如：研究漆化酶之結構與功能關係。漆化酶具有多重的工業應用性，包括：環境有毒物質之降解、染織工業毒性染劑之去毒作用、生物製漿與農業植物廢棄物之木質素成份之去除、與化合物之反應觸酶等。從台灣本土植物園分離新穎真菌菌種，最適化真菌之培養條件，並分離出漆化酶基因與蛋白質，真菌漆化酶多為醣基化蛋白質，其確切角色目前依然不明瞭，期望藉由研究蛋白質醣基化的功能與對結構的影響，可以創造出更符合工業應用的優質高效率酵素。

（二）探索植物或微生物基因體以開發新穎工業酵素。例如：應用基因體學與生物技術的方法，來研發最具成本效益的生物製程，用以將木質纖維素轉換成生質酒精。針對能水解纖維素的真菌，探究它們將台灣本土的原料轉換成生物質量的可行性。研究目標包括：

1. 在不同生質原料下，標的微生物選殖株其轉錄體與調節網絡；
2. 真菌與細菌品系之代謝與遺傳工程，用以增提昇纖維素或半纖維素轉換成酒精的效率；
3. 探索微生物基因體組資料庫，以確定木質纖維水解酵素的結構與功能間的關係，並鑑定高效率的纖維酵素；
4. 利用生物資訊的方法進行基因體組的註解、數據分析、建立資料庫與分析軟體的研發。

分子疫苗科技研究

「分子疫苗科技研究專題中心」的研究目標為利用先進的分子生物方法發展疫苗用來對抗動物與人類的傳染病。本中心已經研究過的病原主要計有口蹄疫病毒、豬第二型環狀病毒（PCV2）豬生殖和呼吸道症候群病毒（PRRSV）、 SARS 冠狀病毒、流行性感冒病毒等。我們已成功研發出口蹄疫的 DNA 疫苗與次單元疫苗 ( 包含重組鞘蛋白 VP1 和利用植物病毒表現 VP1 抗原表位 ) 來防禦口蹄疫，近來更利用類病毒顆粒（Virus-like Particle 簡 稱 VLP）研發 SARS、口蹄疫與流感疫苗。

Toll 樣受體（TLR）是初始先天免疫反應和後天免疫反應發展的重要介質，我們以基因組學和蛋白組學的方法來研究 TLR9 傳導途徑，利用 TLR9 配體刺激人類和豬的免疫細胞及神經細胞，發現幾個新分子會影響免疫反應。也利用細胞實驗篩選到新的 Toll 樣受體激動劑，並且從細菌生物膜，病毒蛋白和草本植物找到新的 TLR2 激動劑。目前正在評估這些 TLR 激動劑作為疫苗佐劑的可能潛在用途。我們也在評估如何應用某些藥用植物之多 醣體來作為先進疫苗 ( 如 DC-based ) 之佐劑。

本中心將繼續研究先進的疫苗科技，會包括但不限於 VLP 科技、新的疫苗傳遞系統、新的免疫佐劑等，我們會特別針對人、禽流感病毒來設計 VLP 為主的疫苗，以強化細胞介導的免疫能力。為挹注台灣未來疫苗生技的發展，我們會聚焦於解決研究技術的瓶頸，將實驗室得到的見解轉化成臨床試驗、農業家畜試驗，使其所有衍生的關鏈技術及產品能成功上市。

草藥科技研究

本組在草藥醫學研究方面，著重於分離、鑑定植物所含具有醫療保健功效的化學成分，建立各種與發炎疾病相關的細胞培養、小鼠模式等實驗系統，並藉以篩選、驗證標的草藥之抽出物、分離層、以及植物代謝物用於醫療保健的功效。我們已成功鑑定或開發抗防癌之金線連抽出成份、山藥用於化療後之免疫調節功能、咸豐草成分之抗糖尿病活性、昭和草醣脂類化合物之抗發炎與抗癌、黃花蜜菜的抗前列腺癌，地膽草倍半萜內酯成分之抗乳癌功能及分子作用機制等。並利用良好農業規範 GAP（Good Agricultural Practice）方式進行紫錐菊植物的栽培，利用代謝體學之研究技術系統，分析紫錐菊在採收前後以數種方式處理對次級代謝物以及活性成分分布與含量的影響。中長程學術發展上，本組將針對台灣本土常用或具開發潛力的藥草擴大展開下述的研究：

1. 以 GAP 的方式栽培研究用的藥草，訂定藥草栽培、採收的農藝規範；
2. 研究植物代謝工程（MetabolicEngineering）、目的在模擬植物抗逆境生理方式，提高藥用植物內活性成分含量的技術，提升藥草在農業、營養、醫療保健上的品質、特性與產量；
3. 藥草醫療保健功能方面，研究各種台灣可種植的藥草，針對其抗發炎、抗腫瘤、抗癌轉移、癌症治療佐劑、免疫調節、免疫佐劑等功能進行研發，並根據藥草所含之有效化學成分（Active Pharmaceutical Ingredients 或簡稱 API）研發藥效優化的植物新藥，制定管控藥品原料品質標準化所需的分析技術，並深入研究其藥理作用機制；
4. 發展整合性生物體學技術，結合基因體學、轉錄體學、與代謝體學的圖譜分析技術，用於鑑定醫療保健功效相關成分、分析特定的或有藥效的化合物在植物中的生合成途徑， 以及研究有藥效成分在動物體內產生藥效相關的代謝物血漿濃度與動態變化；
5. 研發新興的質譜儀影像技術，並用來顯現動、植物、昆蟲與微生物之物種間，透過釋放代謝物於原位組織內所產生的互動，以解决與農業與疾病相關的重要問題。

植物環境逆境研究

農業正面臨氣候變遷、資源枯竭、可耕地減少等因素的嚴峻考驗。由於環境逆境為農業損失最大的因素，尤其在這環境變遷的時代，為了確保永續發展及進而提升農業生產力，瞭解植物對環境逆境的因應之道，成為極重要的研究課題。面對這樣的趨勢，農生中心成立了「植物環境逆境研究專題」，企圖以整合跨領域的資源、技術和設備投入基礎研究，來探討植物對環境逆境的因應機制，以提供先進知識作為改善作物抗逆境能力的基 石，進一步發展應用生物尖端科技。 我們以水稻、番茄、蘭花或其它重要作物為主要標的作物，以阿拉伯芥為輔助模型植物，來研究植物受逆境誘導的基因調控與抗逆反應；以基因體、蛋白質體和生物資訊學等研究系統，使用 DNA 晶片、高通量核酸序列分析和質譜儀等先進實驗工具，來找尋與環境逆境相關的基因群。並進一步以遺傳學及轉基因方法，闡釋其功能、評估其應用價值等。目前我們正針對數種非生物性及生物性逆境，如乾旱、高鹽、高低溫度、淹水、缺磷及重金屬污染等環境因子，由本組相關的實驗室分工合作，積極從事整合型之研究計畫。我們期望研究成果可提供新知，並發展出增進作物適應氣候變遷或環境逆境能力的策略與方法。 另外，本中心也建立特殊作物基因轉殖研究組，進一步研究有效的耐逆境的基因群，針對改善台灣農業相關的問題，讓農業生產更加環保，農產品之產量、品質及附加價值均得以提升。