全國中小學科展

2016年

以體外培養模式驗證魚鱗可作為細胞移植載體用於修復眼角膜內皮

研究目的: 探討魚鱗可否做為細胞移植載體以及其表面改良之方法,並了解相關之調控機轉。 研究過程: 魚鱗表面分別以纖維黏連蛋白、層黏連蛋白、第四型膠原蛋白或FNC® coating mix等胞外基質塗佈後,觀察B4G12細胞(人類角膜內皮細胞株)的貼附與增生是否有改善,並以基因微陣列探討FNC塗佈後對B4G12細胞基因表現的影響。 研究結果: 魚鱗表面塗佈能幫助B4G12細胞的貼附與增生,以交聯劑固定魚鱗表面塗佈不會影響其效果。基因微陣列、定量PCR與西方墨點法實驗結果顯示表面塗佈處理能1.上調整合素途徑以及其下游Wnt途徑的活化,有利於細胞增生、2.上調醣類代謝相關酵素(PFKP),使細胞有更高之代謝活性、3.上調與液體運輸相關的第12型碳酸酐酶 (CA12)。抑制ILK可下調CA12的蛋白質表現,顯示CA12之調控受ILK途徑影響。 研究結論: 表面塗佈後魚鱗可做為細胞載體。塗佈可活化整合素途徑,促進B4G12細胞貼附與增生。整合素徑亦可能經由調控CA12表現調節水分運輸。此外,表面塗佈亦可能經由上調醣類代謝酵素增加細胞代謝活性。 應用性: 此研究提供了一種創新的細胞載體及其改進策略,或可促進角膜內皮細胞療法之實現。

太陽光熱分離的神奇之旅!

作品創新地利用空氣膠研製出太陽光熱分離器,分離後的太陽光與太陽熱再分別透過太陽電池作光轉電,以及熱電晶片作熱轉電。經由完整的實驗得到:(1)本作品小面積架構(5cmx5cm)在室內以150W鹵素燈模擬太陽能結合最佳空氣膠玻璃(濃度:2.5wt.%、厚度:0.08mm)、太陽電池模組、與雙邊熱電晶片模組之最佳結構可產出48.75mW的再生電能、(2)本作品小面積架構(5cmx5cm)在戶外用太陽能結合聚焦凸透鏡、最佳空氣膠玻璃、太陽電池模組、與單邊熱電晶片模組之最佳結構可產出174.5mW的再生電能、(3)本作品大面積架構(15cmx15cm)在戶外用太陽能結合聚焦菱鏡片、最佳空氣膠玻璃、可透光太陽電池模組、雙邊太陽熱轉電模組,除了成功應用在:微小電力儲能、風扇轉動、LED燈亮、及玩具車與機器人行走外,空氣膠玻璃的透光度至少88%且隔熱度至少12°C以上,不但有助於太陽電池的光轉電與散熱降溫,更實現節能與應用科學目的。

探討四膜蟲中一被推定為和dsRNA相互作用之蛋白質在發展方面的作用

四膜蟲(Tetrahymena)進行有性生殖的特定階段中,有RNA interference調控DNA割除(DNA elimination)的核重組現象。 Drb3p 具有dsRNA結合區域,推測為一dsRNA結合蛋白,其表現時間和四膜蟲進行IES(internal excision sequence)的時期重疊,Drb3p 可能參與RNA interference的調控。 本實驗在DRB3前接上GFP序列,以觀察Drb3p在四膜蟲中的作用位置,再以RNA干擾術進行DRB3 基因沉默(knockdown)以了解Drb3p對四膜蟲核重組的影響。結果顯示,Drb3p主要出現在有性生殖時的新大核,也就是核重組RNA interference調控機制主要發生的位置,但由於基因沉默後仍有少量DRB3表現,我們尚未確定其對四膜蟲所造成的影響。於是我們改用基因剔除(knockout) DRB3,探討Drb3p的功用,然而就目前的實驗結果來說,Drb3p對子代的大核製造並沒有顯著的影響,但並不能排除Drb3p對子代數目與生理可能造成影響。 未來,我們希望能更進一步的使用免疫沈澱法等方式研究Drb3p所結合的RNA,以期對RNA interference領域有更深入的發現

後轉譯化學修飾對Programmed Cell Death 5(PDCD5)功能之影響

PDCD5,簡稱PD5,屬於 PDCD (programmed cell death)家族成員,本身具有125個胺基酸,本身能引起細胞凋亡,也有報導細胞自噬,並且在作用時會從細胞質進入細胞核,除此之外,PD5在人類許多腫瘤表達下降,跟p53也有協同促進細胞凋亡的作用。PD5被推測可能可以誘使癌細胞進行細胞凋亡,雖然目前與這個蛋白質有關的研究並沒有很多,作用機制也尚不明確,但我們相信PD5有值得我們研究的價值,於是我們進一步探討PDCD5的結構,以及各種蛋白質修飾後可能的結果,還有相關的反應機制。

樂器研究—雙音箱柳琴

雙音箱柳琴和單音箱柳琴的不同處在於雙音箱柳琴比單音箱柳琴多加裝了一個共鳴板。我們想要了解單音箱和雙音箱柳琴的結構、發聲原理的不同。首先測量單音箱柳琴的頻率。之後把面板取下,並沿琴緣加高五公分。再次測量加高後柳琴的頻譜,又分別測量有加裝直徑十公分和直徑十八公分的圓形共鳴板的頻譜。本實驗測量三種柳琴,單音箱柳琴、加高音箱的柳琴、雙音箱柳琴。整理過測量到的頻譜圖後,發現雙音箱柳琴比單音箱柳琴更容易產生高頻,在單音箱柳琴、加高音箱的柳琴、雙音箱柳琴這三種類型的柳琴中,只有雙音箱柳琴的高頻最為顯著。另外,十八公分的共鳴版比十公分的共鳴版更能在高頻達到共鳴效果,四條弦中一弦(最細弦)可以產生最高頻率、最大響度。透過此雙音箱柳琴的實驗,希望可以將其原理應用在其他弦樂器上。