生物(生命科學)科

過去生物模擬在螞蟻的社會行為已有完整的研究，例如：擁塞學中利用螞蟻出巢路徑探討人類塞車等等問題。但是在人類軍事行為中顯少有模擬生物的情形，而瑪以這種社會性昆蟲卻有可能發展出複雜的防禦機制，因此我選擇防禦速度較其他以中快速且在野外灌木、喬木混合林中常見的樹棲蟻－懸巢舉尾蟻（Crematogaster rogenhoferi）來探討防禦行為及模式。探討方向分為出巢、歸巢時間、出巢後的路徑、範圍、數量，經過一連串的實驗，將彙整的數據探究其中的關聯並推衍公式。初步的實驗結果：攻擊後有固定的出巢防禦及持續防禦時間，約為20 分鐘；在攻擊初期的防禦路徑為：以攻擊點為中心向外10公分往返，以圓形擴散；防禦數量最高峰皆約450 隻懸巢舉尾蟻。在之後將用白天夜晚、攻擊物是否停留以及攻擊點的位置不同，這三項變因來進行防禦行為的比較。

為了要了解麵包蟲食用保利龍及 PE(保鮮膜)的情形，我們自 2006 年 2 月至 6 月做了以下的實驗，將自商家買來的麵包蟲分為四組，每組 40 克，各組分別餵食老鼠飼料、PS(保利龍)、PE(保鮮膜)，以及完全不餵食的對照組，每天中午紀錄其幼蟲重量，蛻變為蛹及蛹變為成蟲的情形，另外，也檢測其消化速率、消化道的 pH ?及糞便中的內含物。結果發現餵食保利龍及 PE 的消化時間較久，腸胃道的 pH 值也與吃老鼠飼料組的略為不同，較偏鹼性；在幼蟲的總重量方面，總重減少的情形類似對照組，顯示其應該無法自保利龍及 PE 中獲得攝食能量，而且在糞便的分析中發現，吃保利龍組的糞便中已無原來的保利龍，可見麵包蟲是可以消化掉保利龍，但如何消化？轉變為何物？則需進一步探討。

麻芛為中台灣夏天的傳統食物，屬本土麻類植物。本研究旨在探討麻芛甲醇萃取物之抗氧化能力與誘導癌細胞之凋亡潛力。在氧自由基吸收能力的測定中，葉萃取物比莖或根具有更佳的抗氧化能力，在總多酚含量上也顯現相同的趨勢。此外也發現麻芛的抗氧化能力與其總多酚的含量有很好的相關性。由高效能液相層析儀分析得知，在麻芛葉中可得原兒茶酸、咖啡酸、綠原酸、對-薰草酸、阿魏酸與芸香?等六種酚類成分。當加入麻芛葉萃取物時，血癌細胞有明顯 DNA 斷裂情形發生，而在凋亡相關之基因表現上，c-Myc 和 Bcl-2 mRNA 隨時間明顯降低，而 Bax mRNA 是稍微增加。因此，麻芛在體外試驗確實具有抗氧化和抗癌的效果，對於抗血癌細胞的化學保護機制是有幫助的。

茲認為乳酸菌及其衍生物對整個人類飲食有極深遠的影響，激起我們以乳酸菌為研究主題的想法。此實驗探討乳酸菌對環境改變的適應能力，以期達到有效的利用。一、使溫度由5℃驟變至37℃(人體溫度)，觀察乳酸菌對驟變環境的適應能力，並比較緩慢回溫時乳酸菌之恢復情形，以及兩者恢復活力的效率又是如何。二、模擬人體消化道環境，比教全脂及脫脂優酪乳內的乳酸菌通過胃酸及膽汁後的存活情形，探討乳酸菌的活力減退程度與環境因子的影響。了解脂質與蛋白質的多寡是否會影響膽汁及胃酸對乳酸菌的抑制程度。三、比較乳酸菌在pH7、pH7.8、添加膽汁的pH7.8培養液中的生長情形，以判定膽汁對乳酸菌的抑制效果是否導因於酸鹼度或膽汁的內含物。

我們在環境較潮濕的郊外崖壁發現了具有孢芽杯的蘚類植物，激發我們深入研究蘚類孢芽生殖的機制，並根據其生長環境，我們設計了改變溼度及坡度的實驗。在溼度不同的環境下，發現潮濕組的地錢其孢芽彈出百分比以及孢芽杯的生長密度均較乾燥組高。因此當環境變的較為乾燥時，蘚類除了行孢芽生殖外，也會生長生殖托以行有性生殖。在孢芽杯內，我們發現孢芽有大小之分，經測量後證實外層孢芽平均大小較內層孢芽大，且潮濕組外層孢芽較乾燥組大。另外在改變坡度的實驗中，我們發現在坡度 75°下的孢芽杯，孢芽彈出百分比最高，因此證實了野外勘察時所測量到的 65°至 80°為最適合蘚類行孢芽生殖的坡度。

蟋蟀可以藉聲音來區別同種、宣示地盤及吸引異性以完成交配行為等，聲音與行為的關係密不可分。我們以數近，但脈衝數及唧聲長度不同，推測雌蟋蟀應是以此時間特性（如脈衝數、唧聲長度）辨別同種。另一方面，以黑蟋蟀作為研究對象，觀察並繪製出其聲音行為模式，研究結位錄音筆及電腦軟體分析並比較台灣北部４種常見蟋蟀的聲音，結果發現此４種蟋蟀的聲音頻率接果顯示雄蟋蟀以呼喚聲吸引雌蟋蟀，再轉發求偶聲並進行交配行為。而此行為模式可用來作為之後干擾實驗的對照，以便以各種干擾物干擾，研究蟋蟀的生殖行為受到何種感官影響。結果發現蟋蟀的生殖行為主要受到雄蟋蟀的聲音支配，而雄蟋蟀則以嗅覺辨別雌蟋蟀位置，決定下一步行動，與視覺較無關係。

現在的生物學一般認為雉科鳥類早在孵化前即決定其性別，受環境影響不大，但是在一連串的實驗中，我們發現了其實孵化條件對雉科鳥類性別是有很顯著的影響，而在眾多孵化條件中，溫度對其仔代性別影響最為顯著。

此作品分成兩部分：在鬼影部分，我們發現鬼影方形與交會處邊長比例越小、方形個數越多，鬼影現象越明顯；加上白色圓點後，會產生完整且圓形的鬼影；改變背景顏色後，鬼影顏色的深淺會隨著背景明度改變，但如果改成白色方格，則產生不明顯的鬼影；方形改為三角形只有一銳角能造成側抑制，而能造成的側抑制又很薄弱，只能微弱的看到模糊的鬼影。旋轉蛇是否旋轉跟顏色轉變的灰階值有一定的關係，旋轉方向則是以明度低到明度高的方向進行旋轉，如拿原圖與單一圓圈作比較，原圖屬於多中心圖形，較不易持續觀看同一點，所以會造成眼睛自動掃描整張圖片，因而造成旋轉現象極明顯，但單一圓圈如不加輔助點，眼睛自動會朝圖形中央看，因此圖形幾乎不旋轉。

植物受逆境時常釋出VOCs (Volatile organic compounds)。本研究首度發現一種VOC-月桂烯(myrcene)可抑制水稻芽鞘之去白化現象(de-etiolation)。研究發現水稻在月桂烯處理下去白化現象受抑制，是因葉綠素合成相關基因ACSF被抑制所致。同時有一些參與光合作用光反應、 碳反應基因表現也有受影響。月桂烯影響光合作用相關基因，有三種不同類型：一、黑暗下基因產物幾乎不表現，照光後才累積，累積量受月桂烯抑制，如RCA、 ISP、G3PD；二、在暗處下基因產物之累積就被月桂烯大量抑制，如ACSF，ATPS；三、黑暗下基因產物之累積受月桂烯抑制，同時月桂烯抑制照光後光誘發基因累積速率，如FNR。由基因產物累積量推測轉錄因子MYB-TF1參與月桂烯抑制去白化現象，且推測RCA、ISP、G3PD為其下游基因。VOCs含天然毒素，可抑制附近植物生長，可為天然農藥。

p53是一重要且多功能的腫瘤抑制蛋白，在超過50%的癌症病例中都有發現p53的突變，為了快速尋找具有活化p53能力的藥物或功能性食物，並改善傳統動物模式或細胞模式的費時、耗工及高成本，本研究設計改良reporter assay，建立一個可快速、高通量篩選出具活化p53功效之物質的細胞生物技術平台。本實驗利用受p53之DNA結合位所調控的螢光酵素(Luciferase)報導質體做為基礎，進一步將此質體送入MCF-7人類乳癌細胞中，成功挑選並建立出MCF-7轉殖細胞株，此細胞能在感受到DNA破壞時產生顯著的螢光表現，並精確反映出p53的轉錄活性。本生物技術平台，能以迅速、高通量的優點取代傳統細胞模式中所使用之西方墨點法(Western blot)及RT q-PCR。未來將著手進行橄欖萃取物、羅漢果皂甘等功能性食物的抗癌功效鑑定。