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基因科技世界的迷思與解碼. 授課老師 : 張淑微 助理教授. 選一選 …80 年代、 90 年代及第二個千禧年 …. 科技代表 是什麼 ?. 科技代表遴選. http://blog.163.com/rhineale@126/blog/static/32326847200964114028313/. http://tnrc.ncku.edu.tw/TANet%20backbone(200612).jpg. www.nipic.com/show/4/79/ab4533584518f301.html. 答案就是 ….
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基因科技世界的迷思與解碼 授課老師: 張淑微 助理教授
選一選…80年代、90年代及第二個千禧年… 科技代表是什麼?
科技代表遴選 http://blog.163.com/rhineale@126/blog/static/32326847200964114028313/ http://tnrc.ncku.edu.tw/TANet%20backbone(200612).jpg www.nipic.com/show/4/79/ab4533584518f301.html
答案就是… • 「個人電腦」(PC; Personal Computer)是80年代科技的代表。 • 「網際網路」(Internet)就是90年代科技的代表。 • 下一個十年，即第二個千禧年，足以代表人類科技發展的明日之星… • 生物科技 (BIOTECHNOLOGY)
BUT……WHY…… 生物科技 (BIOTECHNOLOGY)
個人電腦 • 使我們能計算、處理及儲存大量資料。 • 網際網路 • 改變我們的生活方式。 • 而生物科技 • 則不只使我們活的更健康、更好，更有潛力從根本去影響我們的未來、改變人類的命運。 • 甚至有學者預言，因生物科技發展的結果，「人類」主宰地球的時代即將結束，取而代之的是所謂的「後人類」(Meta-Human)時代，即是經遺傳工程而訂作出來的優秀人種。
「人類基因體計畫」(Human Genome Project) • 自西元1990年起，耗資美金三十億。 • 在世界各國的通力合作下，提前在西元2000年完成人類基因的定序草圖。 • 人類細胞核中23對染色體中基因體之核苷酸序列解讀出來，並鑑別所有人類基因之功能。 • 到時候，我們將可以知道控制我們外表、聰明才智及個性的基因是什麼，並加以篩選、改造成我們想要的樣子。
常見字彙 • 真核細胞 • 細胞核 • 基因 • DNA • RNA • 轉錄/轉譯 • 染色體 • 蛋白質/酵素(酶) • 複製
DNA與RNA http://biotech.nstm.gov.tw/02/025.asp
圖為DNA複製，首先螺旋酶與拓撲異構酶將雙螺旋解開，接著一個DNA聚合酶負責合成前進股；另一個則與延遲股結合，製造一些不連續的岡崎片段，再由DNA連接酶將其黏合。圖為DNA複製，首先螺旋酶與拓撲異構酶將雙螺旋解開，接著一個DNA聚合酶負責合成前進股；另一個則與延遲股結合，製造一些不連續的岡崎片段，再由DNA連接酶將其黏合。
BIOTECHNOLOGY • BIO + TECHNOLOGY • BIO即BIOLOGY(生物/生物學)或BIOLOGICAL(生物的/生物學的)。 • TECHNOLOGY為科學或技術。 • 目前對生物科技定義及範圍仍存有許多爭議，在界定與分類上的歧異上仍相當大。
生物科技的定義 • 美國聯邦法律的定義 • 生物科技意指任何運用生物體(或部份生物體)進行製造或產品改良，以增進或開發動植物及微生物在特定方向之用途，或運用生體分子結構及功能之模擬以進行新素材開發的技術。 • 經濟部工業局的定義 • 運用生命科學之方法(如細胞培養、細胞融合、基因重組、醱酵工程、酵素轉換等)為基礎，進行研發或製造產品或提升產品品質，以改善人類生活素質之科學技術。
簡單來說…生物科技就是… 利用細胞與生物分子解決問題或生產有用產物的科學技術
關鍵性技術主要應用對象 作物栽培 品種改良 食品加工 能 源 環境保護 製 藥 化學工業 基因重組技術 作物栽培 品種改良 食品加工 能 源 製 藥 細胞融合技術 生物科技 食品加工 製 藥 化學工業 生體反應利用技術 作物栽培 品種改良 食品加工 製 藥 組織培養技術 作物栽培 食品加工 能 源 環境保護 製 藥 化學工業 細胞大量培養技術 家畜飼養 品種改良 食品加工 胚移植及核移植技術 病毒鑑定 藥物 開發 疾病診斷 DNA微陣列技術
1. 組長遴選2. 組員介紹 小組交流與討論時間…
生物科技的技術與應用 授課老師: 張淑微 助理教授
生物科技主要之關鍵技術 • 生物製程技術 • 重組胰島素之生產
生物科技主要之關鍵技術 • 單株抗體 • 細胞融合技術-融合瘤細胞
生物技術應用領域分類 • 醫藥工業
生物技術應用領域分類 • 醫藥工業
超級細菌”真的很“超級”嗎？四問“超級細菌”超級細菌”真的很“超級”嗎？四問“超級細菌” http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news.xinhuanet.com/politics/2010-08/30/c_12499890.htm
人與細菌之戰 超級細菌反撲 8月11日據英國醫學期刊《柳葉刀》報導，一種無藥可治療的新型超級細菌NDM-1正在全球蔓延，至少令170人感染，其中在英國至少造成5人死亡。 人們手上都有密集如麻的細菌，平均約100種。兩個人擁有的相同菌種只不過13％，換言之，每個人手上的細菌多數都是獨一無二。（網路圖片http://www.epochweek.com/b5/189/8397.htm）
《柳葉刀》的聯合報告由31位來自英國卡迪夫大學、英國健康保護署（HPA）和印度馬德拉斯大學的醫學研究者共同完成，報告稱，他們去年首次在一名曾到印度接受手術的瑞典病人身上發現一種特殊的酵素，能使細菌對幾乎所有的抗生素產生抵禦能力。由於最早在印度發現，他們將其命名為「新德里金屬β-內醯胺脢1，New Delhi metallo-beta-lactamase（NDM-1）」。 • NDM-1以DNA結構出現在基因片段中， • 被稱為質體，它可以在細菌中自由複製 • 和移動，從而使這些細菌擁有傳播和變 • 異的驚人抗藥潛能。 • 它能讓細菌產生一種酶，來破壞beta-內 • 醯胺類抗生素的環狀結構，從而使藥物 • 失效。 • 研究發現，NDM-1幾乎可以抵禦除了四 • 環素、黏菌素之外的所有抗生素，而且 • 很可能在不久後就產生對這兩種抗生素 • 的抗性。 http://www.epochweek.com/b5/189/8397.htm
瞭解超級細菌的形成原因後…人類是否應該思考…瞭解超級細菌的形成原因後…人類是否應該思考… 抗生素藥廠如何應對？作為普通市民，我們應該採取怎樣的措施來增強自身抵抗力？這場人與細菌之戰將走向何方呢？
生物科技主要之關鍵技術 • 植物細胞培養 • 生長點培養技術
生物科技應用領域分類 • 農業
生物科技應用領域分類 • 農業
生物科技應用領域分類 • 農業
生物科技主要之關鍵技術 • 重組DNA技術 • 不同來源的遺傳物質DNA經由混合進行重組 • 可操作運用單一已知功能的基因，轉移在不同物種之間。 • 蛋白質工程 (Protein Engineering) • 與「重組DNA技術」聯合應用 • 改善已存在的蛋白質 • 創造非自然存在的蛋白質
生物科技主要之關鍵技術 • 重組DNA技術與蛋白質工程 • 清潔能量效率佳酵素之生產
生物技術主要之關鍵技術 • 生體反應利用技術 • 固定化酵素
生物技術應用領域分類 • 食品工業 • 大豆醱酵液 • 一項新的大豆和乳酸菌、酵母菌共同培養的醱酵液，在低濃度時可以抑制癌細胞生長，在高濃度時可以促使癌細胞凋亡，尤其對乳癌細胞作用最明顯。
生物科技應用領域分類 • 食品工業
減肥食品 • Olestra
生物科技應用領域分類 • 化學工業
生物科技應用領域分類 • 化學工業
生物科技應用領域分類 • 能源工業 • 利用甘蔗渣提煉酒精
生物科技主要的關鍵技術 小組討論時間…
生物科技主要之關鍵技術 • 桃莉複製羊所帶來的震憾!!!! • 胚移植技術及細胞核移植技術
生物科技主要之關鍵技術 • 醫療性複製 (Therapeutic cloning) • 量身打造胚幹細胞 • 製作專屬體細胞提供者 • 範例 • 成人皮膚細胞，複製出胚胎 • 雞呼吸道細胞複製突破 助流感防治
成人皮膚細胞，複製出胚胎 • Stemagen希望複製病患的胚胎，再從這些胚胎中取出幹細胞，然後培養成為替代組織。 • 這些替代組織移植到病患身上後，病患的免疫系統會把這些替代組織視為是「自己人」，不會排斥它們。
雞呼吸道細胞複製突破 助流感防治 • 蘇鴻麟的研究團隊靈機一動，引用培養神經脊幹細胞的觀念，改以雞胚胎萃取物做為培養基。 • 雞的呼吸道上皮細胞可以取代「雞蛋胚胎」用來培養流感病毒，進而製作疫苗，這項方法不僅流感病毒不易突變，產量也能增多，更能解除對蛋白過敏者的疑慮。
想一想… What is 幹細胞?
