動物學

隨著慢性代謝疾病日益普及，藥物的研發及測藥用的生物模型也越來越被重視，因此我們欲建立一個模擬代謝疾病的生物模型，以供藥物測試對象。有研究發現，當果蠅身上發生I'm not dead yet (Indy)基因突變時，會使果蠅在高熱量飲食狀態下延長壽命、降低體重增長，且影響果蠅體內脂質的代謝功能，目前認為這些現象與養分運輸進入細胞的減少有相關。本實驗中我們將存在於人類身上且為Indy基因的哺乳類同源基因Solute carrier family 13, member 3 (SLC13A3)轉殖入果蠅體內，並分別在全身、頭部脂肪體、腹部脂肪體及神經細胞中過度表達後，觀察果蠅的生長與代謝變化。實驗結果發現SLC13A3基因於果蠅的頭部脂肪體及神經細胞表達確實會出現與代謝疾病患者類似的生理現象，如壽命縮短、體重及三酸甘油脂增加等，且此作用機制與AMPK 訊息傳遞路徑相關。因此我們認為SLC13A3基因於果蠅體內過量表達適合做為代謝疾病的生物模型，對於往後藥物開發極具潛力。

本研究利用RNA干擾與基因過度表現兩種方法，觀察基因表現對果蠅蕈狀體神經突導向的影響。我們以RNA干擾方式降低基因表現，標定dally、octβ2r、sifr與frazzled基因；而基因過度表現則選定frazzled基因。利用果蠅GAL4-UAS系統使神經細胞表現的綠色螢光蛋白，觀察神經突導向情形。由干擾果蠅腦部蕈狀體PPL1-α′2α2神經細胞上述基因，觀察到dally、octβ2r基因在降低表現後，此細胞分別呈現失去神經支配與異常神經支配。sifr基因在兩種不同RNA干擾序列下，表現出不同之結果，一是和wild type的神經突型態相似、另一則是失去神經支配。frazzled基因干擾後，細胞在蕈狀體α2區失去神經支配。frazzled基因在過度表現下，神經突和wild type相比，出現異常導向。綜言之，由我們研究發現透過操控基因表現，果蠅腦部神經突會產生異常的導向與神經支配，顯示果蠅腦部神經系統在分化或發育上，基因扮演極為重要的角色。

渦蟲黏液仿生應用評估，首先評估渦蟲黏液仿生材料黏著劑可行性，結果發現搖晃刺激能提高渦蟲黏液運動黏度 (5.17 mm2/s) 及承受正向應力程度 (3.25 ± 0.74 kPa)。不同收集渦蟲黏液方法，利用蛋白質電泳並以過碘酸硝酸銀染色法分析，皆可發現245 kDa醣蛋白，推測為黏液中黏性蛋白，未來將以LC-MS分析渦蟲黏液中245 kDa醣蛋白種類並推測其功能。第二部分為渦蟲黏液誘導抗菌分析，實驗發現爬行組、搖晃組及受傷組渦蟲黏液不會產生抑菌環，進一步將渦蟲置於大量環境細菌D (Staphylococcus haemolyticus) 中，一天後渦蟲自體分泌具有抗菌能力的黏液。最後進行渦蟲黏液細菌分析，發現黏液細菌編號M030 (Stenotrophomonas maltophilia) 能對環境細菌H (Staphylococcus haemolyticus) 產生抗菌能力，未來將使用API ZYM分析黏液細菌分泌酵素，與渦蟲黏液分泌酵素比較已推測其與渦蟲交互關係。

本次研究主要探討中型及長圓金蛛蛛網隱帶的結構不同，所造成的振動模式差異。蜘蛛網面的結構會直接影響到蛛網結構的振動方式，以及能量散布的情形。為了了解蜘蛛網有無隱帶結構對於獵物衝擊網面的影響，使用釣魚線及蠶絲進行模擬蛛網。實驗結果顯示，不論長圓或是中型金蛛其隱帶的長度與體長成正相關。金蛛隱帶的長度與環境溫度、照度和風速的相關性不高。而在複式顯微鏡下發現金蛛隱帶的構造有疏密之分。仿生金蛛網不論是何種類型隱帶，皆無法減少受模擬風吹吹拂網面的振幅，僅有蠶絲密十字型隱帶能夠有效減少受模擬獵物撞擊網面的振幅。此外，蠶絲仿生網的振動幅度較釣魚線小，穩固性較佳。

The occurrence and behavior of insects is significantly affected by the environment they live in. In this thesis, I dealt with the influence of structure of landscape on nesting preferences of Hymenoptera. For this comparison I had chosen to work with twig-nesting Hymenoptera, for which I have placed artificial nest opportunities into four biotopes – heath, edge of a heath, country lanes between fields and field. The studied location is located south of Znojmo near Podyjí national park. Particularly, I have focused on small carpenter bees of genus Ceratina. My results show that there is a big difference in the species distribution between the habitates of field and heath. The habitats of edge of a heath and country lanes make up a gradient between these two biotopes. The ecosystem of fields was preferred by a sphecid wasp Pemphredon lethifer and Ceratina cyanea. On the other hand, the ecosystem of heath was preferred by Ceratina chalybea, Ceratina nigrolabiata and megachille bee Hoplitis tridentata. I had also found out that in species that are more abundant on heaths, there is higher mortality of offsprings. Heaths were a place of the highest competition between species, as a result of which species with a lower body weight (Ceratina nigrolabiata) have been pushed into narrower twigs by larger species (Ceratina chalybea). I recorded a high number of nests in biparental bee Ceratina nigrolabiata, which were guarded only by mother in fields and country lane habitats. This may indicate that Ceratina nigrolabiata is only facultatively biparental, not strictly biparental as was considered until now.

常見模式生物檢測化學環境壓力後無法重複使用。本研究探討對環境變化敏感的大生熊蟲抗化學環境壓力機制，評估其作為重複使用模式生物可行性。得知多數大生熊蟲於硝酸鹽、酸鹼值改變與殺蟲劑環境壓力下仍能活動或隱生。以亞甲藍簡易染色可確認化學環境壓力下大生熊蟲是否受傷害，如體表角質層被破壞會導致完全染色。分析大生熊蟲於常見硝酸鹽環境壓力下體內脂質含量、總蛋白質單體表現量與總抗氧化能力，推測出大生熊蟲對抗硝酸鹽環境壓力機制：1.藉由> 20 kDa持續性活化蛋白抗硝酸鹽環境壓力。2.活動大生熊蟲增加體內脂質含量隔絕環境硝酸鹽。3.隱生大生熊蟲以抗氧化系統降低硝酸鹽產生的氧化壓力傷害。以上結果得知大生熊蟲具潛能檢測常見化學環境壓力並作為重複檢測之模式生物。未來將持續評估大生熊蟲可檢測的化學環境壓力並為人類健康把關。

核糖核酸干擾 (RNA interference, RNAi) 被廣泛應用在以渦蟲為模式生物的相關研究，其中一種進行RNAi方法是利用餵食渦蟲雙股RNA (dsRNA) 的方式達到 RNAi 的目的，但所餵食的dsRNA只在渦蟲腸道中存在餵食後的4天內。dsRNA究竟如何從渦蟲腸道進入組織中以及RNAi於渦蟲的詳細作用機轉尚不明確。 tgs-1的表現限定於渦蟲成體幹細胞 (pluripotent stem cells, PSCs) 中的前驅幹細胞— cNeoblasts中，可利用 RT-qPCR (Reverse Transcription-Quantitative Polymerase Chain Reaction) 來定量檢測渦蟲tgs-1基因的表現差異。tgs-1基因的產物是一種膜蛋白，為cNeoblasts的標記 (marker) 之一，因此選擇其作為探討RNAi基因緘默 (gene silencing) 效率的目標基因，未來可以應用於渦蟲幹細胞與再生相關研究。 本研究利用RT-qPCR檢測tgs-1的表現量，探討餵食dsRNA在東亞渦蟲Dugesia japonica的RNAi作用機制與效率。實驗發現，六次的dsRNA餵食比餵食2次或4次有更好的效率、餵食不同長度的dsRNA對RNAi 效率沒有顯著影響。tgs-1的基因緘默作用也會影響其他基因的表現，包括少量增加Ago2的表現量，明顯提升gata的表現量，然而piwi-1表現量明顯降低。除此之外，透過胺基酸序列比對發現渦蟲與線蟲SID-1同源基因具有相當高的相似度。 由實驗結果結論多次dsRNA餵食可提高基因緘默的效率和dsRNA 的 3' 序列在RNAi中的關鍵角色。tgs-1 RNAi也影響Ago2、gata 和piwi-1的表現，這些基因與RNAi的機制和dsRNA的攝入量有關。未來將進一步探討dsRNA是如何通過渦蟲腸道、是否透過SID-1蛋白攜帶進入體腔中、dsRNA在渦蟲體內的切割與作用位置和胞吞作用在RNAi所扮演的角色等問題，相關實驗仍在進行中。 本研究結果將有助於了解餵食渦蟲dsRNA經由渦蟲腸道進入體內細胞引起RNAi現象的機制，除了能比較扁形動物RNAi系統與其他物種，例如哺乳類細胞、果蠅、以及線蟲RNAi的作用差異之外，更能有效應用於於探討基因參與渦蟲再生與體軸形成的發育的研究上。

高基氏體為細胞內重要的胞器，可加工修飾蛋白質並運輸胞囊。我們利用螢光染色法觀察三種不同物種的細胞，高基氏體顯著地聚集在細胞一側。細胞分裂時如何平均分配高基氏體給子細胞？實驗利用基因重組轉殖螢光蛋白標記中心體、微管、內質網、粒線體，發現只有中心體與其延伸的微管會與高基氏體顯著地聚集在同一側，而破壞掉中心體延伸出的微管會使高基氏體無法聚集，由此可推測細胞利用中心體延伸的微管來聚集高基氏體。我們還發現細胞分裂時，高基氏體會先分散到細胞質各處，細胞分裂後再聚集到中心體周遭。在拍攝活細胞細胞分裂的實驗中，顯示中心體會藉由微管聚集高基氏體，以重新排列微管的方式來牽動平均分配高基氏體至兩側。本實驗確認高基氏體的位置與微管、中心體移動有高度相關。高基氏體移動並聚集一側有助於建立細胞極性，這與物質運送分泌、細胞爬行皆有關聯。

線蚓(Enchytraeus sp.)與蚯蚓同屬於環節動物門，具有很強的再生能力。Hedgehog(Hh)基因在兩側對稱動物中對體節發育有重要的調控作用，而先前研究中已發現線蚓體內的Hh基因序列，所以本研究希望利用調控線蚓體內Hh基因的表現，探討Hh基因在環節動物生長與再生中的功能。 本實驗首次嘗試將RNAi技術應用在線蚓上。將線蚓浸泡在含有Enc-Hh的dsRNA溶液中以操作RNAi。利用免疫螢光染色法發現Hh基因受到抑制後，線蚓新生體節神經的連接不完整，顯示Hh基因與神經發育有相關性。由於線蚓快速的再生速度、飼養容易、構造簡單及身體透明且方便染色觀察，透過線蚓RNAi技術的建立，除了能進一步探討Hh基因功能外，也希望提供再生研究時的另一種選擇方式。

In the present paper I studied the winter territories of the Eurasian Wren (Troglodytes troglodytes) in the urban environment of the city of Hradec Králové. The males of this species were detected through the aggressive reactions to the playback of its conspecific call. The Eurasian Wren territories were detected at seven out of the ten observation points in the city. The frequency of the territories decreased during the observation period from October to January and it was also affected by the structure of the biotope. It seemed that the wrens preferred trees and avoided lawns and isolated growths. That illustrates how important it is to maintain wildlife corridors in the cities. Individuals of seven other bird species were seen reacting to the playback of Eurasian Wren songs or warning calls. Eurasian Wren may be applied as an indicator species of the ecological value of the urban environment. Through this species, we can access such quality also for the human inhabitants.