去年我們一起到澎湖渡過超有勁的員工旅遊,熱血地騎車跑遍各個景點,遊玩澎湖大大小小的沙灘。今年我們又來到沙灘度假,而且是到日本的石垣島和小濱島,湛藍的天空、清澈的海水和海中的生物舒緩了搬家的辛勞。從松山機場出發約1小時就看到了美麗的珊瑚礁,迎接我們四天三夜的行程

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在這裡我們盡情的享受陽光、沙灘和海水的擁抱,放下對於工作的謹慎態度,在此就只有放鬆和緩慢渡過的時光

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羊羊一齊來報喜,萬事順心又如意

謝謝各位朋友,在已過的一年中,陪伴著有勁生技一起成長和開拓視野。讓我們用照片來回味過去一年的豐富又美好事物吧~20150216_pic8

 

 

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多形性膠質母細胞瘤(GBM),又稱為Malignant astrocytoma, gradeⅣ astrocytoma 或Glioblastoma。是最常見且惡化性很高的原發性腦瘤,是死亡率最高的一種,有中央壞死和新生血管的特徵。所有年齡都有可能罹病,不過GBM好發於中晚年,男女發生的比率約為3:2。每年平均新增200~300案例,GBM佔所有顱內腫瘤約12~15%。雖然診斷和治療技術飛速發展,但手術預後狀況非常糟,容易對放療與化療產生抵抗性,腫瘤縮小的效果有限。病人多在診斷後一年內死亡(9~12 months)。單單只有手術治療,中期存活約僅有3-4個月;加上手術後放射治療,可延長至10個月。手術後放射治療及化療藥物Carmustine(BCNU),可將存活時間再延長一些至一年,不到5%的病患能存活5年以上。GBM的增殖是一個多步驟的過程,受到很多因子調控。控制細胞增殖、細胞死亡和遺傳穩定性有關的許多基因,這些基因的表現程度受到影響和改變。


微小RNA:MicroRNAs (miRNAs)是真核生物中廣泛存在的一種長約18到25個核酸的RNA分子,透過 miRNA 與 mRNA(message RNA) 的 3' UTR 區域結合,抑制轉譯作用或降解 mRNA來降低基因的表現,達到調控基因表達的目的。許多研究推論miRNA可能參予癌化過程。是新興的細胞信號的重要調節劑,包括在癌細胞增殖分析腫瘤與正常組織,或是不同腫瘤型態之間miRNA 表現的差異,可以找到與癌症高度相關的miRNA,因此推論miRNA可能是癌化過程的一個導因。作為分類癌症、診斷癌症及監控預後結果。甚至可發展治療方式,所以miRNA可當作生物性指標。

最近幾年很多學者對miRNA在GBM發生擴展中的作用進行了深入的研究。發表於『OMICS A Journal of Integrative Biology』的一項研究,用次世代定序Next Generation Sequencing (NGS)分析miRNA,發現與正常腦組織相比,在GBM組織中miR-127-3p有顯著性的向下調節(down-regulated)。發現miR-127-3p均可以透過調控其target proteins來影響GBM癌細胞的生長。研究發現,DNA甲基化和組蛋白去乙醯化(Histone deacetylases,HDACs)抑制導致miR-127-3p的表現量有向下調節的情況。研究中也通過體內外實驗證實了miR-127-3p使細胞分裂阻滯在G1期,抑制了GBM細胞的生長。最後發現miR-127-3p藉著抑制原癌基因SKI和活化的轉化生長因子transforming growth factor-b (TGF-β)訊號抑制GBM癌細胞生長。 GBM細胞系中miR-127-3p的表現量與細胞的遷移和侵襲能力有著正相關,能調控更多與此相關之基因。研究表明,miR-127-3p在神經膠質母細胞瘤中是一個關鍵因子,也是一個潛在的神經膠質母細胞瘤治療靶點。

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此講座將會分享癌症標把藥物的相關應用,歡迎有興趣的讀者一同參加

 

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科學家欲了解特定基因的功能,常利用實驗動物基因剔除(gene knockout)技術,使基因喪失功能(loss of function)後,觀察剔除的基因對生物體的影響。至今已有相當豐富關於實驗動物基因剔除的研究結果,相較於人類基因剔除的研究卻占少數,因此人類基因剔除的研究議題逐漸受到矚目及重視。但這一類的研究並不是將人類的基因在實驗室中經生物技術去突變,而是透過基因體定序(genomes sequence)及生物資訊分析,去掃描幾千幾百萬人的基因體,觀察在自然情況下發生突變的特殊基因是如何去影響人體的健康,再透過這些研究去開發新的治療用藥等。 

每個人的基因體中,都有單核苷酸多態性(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)甚至存有InsertionDeletion,但造成特定基因剔除的突變卻是相當罕見,需要大量的人類基因資料庫進行研究,並探討這些基因的特性及作用。這些喪失功能的突變有些是會引起疾病(如囊性纖維化cystic fibrosis),但有些可能是有利於人體的。臨床上,這些對人體有利的突變並不易被發現,而這些資訊卻又格外珍貴。

發表於『PLoS Genet.』一項研究,透過Exome sequencing定序分析超過36000的芬蘭人和非芬蘭之歐洲人,發現缺乏基因LPA(主要功能為調控Lipoprotein(a)),可能可以保護人類免於罹患心血管疾病,但相對LPA的剔除也可能造成流產。而在另外研究的團隊,他們在1300個人的血液中,檢測超過300種的分子並比較基因剔除的突變,發現了與高量脂肪酸有關的基因叫做SLCO1B1。而有的研究團隊則發現有43個基因突變且不活化時,會導致小鼠死亡,然而相同的基因在人類身上不活化卻能健康存活。

發現人體基因突變,並利用此發現發明新的治療用藥,知名的例子為PCSK9PCSK9是調控膽固醇恆定的基因,主要功能是要降解LDL receptor,當PSCK9突變失去活性,肝臟中的LDL recptor就不會被降解,就能夠有效接收血液中的LDL,送至肝臟中代謝。起初,科學家發現有一群人的血中膽固醇量極低(20mg/dL;正常美國人為100mg/dL),而且罹患心血管疾病的比例也很低。因此,對這些人的基因進行了定序及分析,發現他們的PCSK9基因缺陷,因此開發了阻斷PCSK9基因的藥物,這類藥物顯著降低血膽固醇,尤其明顯降低血中LDL(俗稱壞的膽固醇),同時也可以避免服用statin類藥物產生之副作用,改善了治療品質並為市場帶來龐大商機。

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有勁生技、澳洲聯邦科學與工業研究中心CSIRO、澳洲墨爾本大學、和中央研究院生物多樣性研究中心攜手合作,本計畫將會結合基因體學與生物資訊,研發新的方法來偵測未知病毒所導致的動物疾病。

LP140100670     Halgamuge, Prof Saman K; Chang, Dr Bill; Hsu, Dr Arthur L; Saeed, Dr Isaam; Walker, Adj/Prof Peter W; Li, Dr Jason; Tang, Dr Sen-Lin

2014    $38,746.50
2015    $79,373.00

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圖一: circRNA的生成及功能(圖來源: Wilusz, J. E., and Sharp, P. A. (2013). Molecular biology. A circuitous route to noncoding RNA. Science 340, 440–441. doi: 10.1126/science.1238522 )

 

Circular RNAs (circRNAs) 是一種環型的noncoding RNA (ncRNA),早在1991年就有研究發現此類型的 ncRNA,但將近20多年來,人們對於circRNAs的了解依舊陌生,近兩年多篇研究使用NGS RNA-Seq的定序的技術,於哺乳動物細胞中找到大量的novel circRNAs,其研究成果也登上知名的期刊naturescience

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現階段NGSmapping軟體裡,BWA可以說是相當知名的一個。在BWA aln裡有一個參數-n,其程式內部說明如下:

 

Options:

-n NUM    max #diff (int) or missing prob under 0.02 err rate (float) [0.04]

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在2013年底,Nature Method 期刊將單細胞定序選為年度技術。在發育生物學、腫瘤基因體學、生殖醫學等領域,單細胞定序技術已經開始發揮它的威力,為我們帶來許多珍貴的訊息。本篇主要著重於此技術在當前的現況,介紹目前的單細胞分離技術、放大技術、與一些應用的面向。第一部分將先介紹技術的部份,第二部分將整理一些已發表的應用情形。

單細胞定序的流程,大概可分為1. 單細胞分離,2.依照不同的需求放大樣本進行定序。可以參考圖一。

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 圖一 單細胞定序的流程(圖片來源: Single-cell sequencing Vol.11 No.1 | JAN 2014 |Nature Methods)

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在Ion torrent 定序平台中,要定序之前,要先做出成功的 emulsion PCR,才有可能有好的定序品質 , 但首先要克服以下情況:

        1.  Micro-reactor 必須有一致的大小 :

emulsion PCR 是利用油滴包覆Emulsion PCR 必須所含的物質,包含Bead、 一條 DNA template、d NTP、DNA polymerase、co-factor 等等。這樣的一個反應油滴我們稱之為 micro-reactor。一般而言,micro-reactor 的大小約在 20-30 um , 這樣的大小已經足以提供 Emulsion PCR 一個很好的反應環境。 micro-reactor 若是太大,就會容易造成 polyclonal 的形成 ( 即一個micro-reactor 裡面含有兩條不同的 DNA template,使同一個bead上會有兩種不同序列的 template,造成定序時判讀微弱或混亂 )。

micro-reactor 也不能太小,太小的反應空間雖然可以減少 polyclonal 的形成,卻會使一些emulsion PCR 所需的 co-factor 無法存在於micro-reactor 中,使的Emulsion PCR效率減低。

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除了透過Gene Ontology和KEGG pathway來註解蛋白質功能,也可以將蛋白質序列註解蛋白質結構域(protein domain),推測具有生物功能的序列。

InterPro是一個整合多個蛋白質功能註解的資料庫,透過蛋白質或是核酸序列,此工具由EMBL-EBI提供線上服務(http://www.ebi.ac.uk/interpro/),InterProScan可以註解其蛋白質功能,包含Domain, 2nd structure, GO terms, pathway...

只需要輸入蛋白質序列,就可以預期蛋白質功能,這對於非生物資訊人員而言,算是個簡單的分析方法。

 

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