全國中小學科展

2024年

探討長片段非編碼RNA:IRX4-AS1在前列腺癌中的角色 Investigate the Role of Long Non-Coding RNA: IRX4-AS1 in Prostate Cancer

前列腺癌(PCa)是全球男性最常見的惡性腫瘤,雄性激素受體拮抗劑是常用的治療藥物,而其存在抗藥性演進問題。人類基因組有98%的基因未編碼蛋白質,許多研究證明這些非編 碼RNA在細胞中具重要功能,並與前列腺癌進程有關。 本研究藉由分析病人檢體資料,發現IRX4-AS1在前列腺癌細胞的表現量高於正常細胞,並且IRX4-AS1表現量較高的病人五年存活率較差。我們也在體外實驗發現,IRX4-AS1的202異構型主要表現在細胞核;203異構型則多在細胞質,兩者可能有不同作用機轉。相較於IRX 4,IRX4-AS1的穩定性較高,顯示其可能與蛋白質共同作用。在抗藥性細胞株中,IRX4-AS1表現量則低於正常細胞株。 未來將研究IRX4–AS1對前列腺癌惡化與抗藥性的影響,期待其能做為疾病診斷及預後的生物標誌物。

Vitas: Digital Therapy Based on a Combination of Binaural Beats and Autonomous Sensory Meridian Response (ASMR) to Reduce Stress in Gen Z Students

Vitas is a combination of binaural beats (BB) with background white noise (ASMR) as accompanying music without reducing the quality of brain stimulation and is able to stimulate the left and right brain while synchronizing brain waves so that it can be used as a media for coping with stress for Gen Z students. To find out the effect Vitas in reducing stress levels, research was conducted on high school students belonging to Gen Z. This research aims to measure the stress index of students belonging to Gen Z, then find the effect of the combination of binaural beats (BB) and ASMR on students'stress levels, and finding the best audio combination to reduce stress levels as a coping mechanism. This research uses a quantitative approach with a quasi-experimental design using a one group pre-test-post-test design scheme. The sample in this study consisted of 105 students who were divided into seven treatment groups to listen to a combination of BB and ASMR with different bandwidths. Stress levels were measured using the DASS 42 stress section questionnaire which has been tested for reliability and validity. The results of the student stress index were 16.26 in the mild stress category. There was a significant difference between the negative group, the alpha + ASMR group and the positive group with a T-Paired test result of less than 0.05. Based on the results of the Post Hoc LSD test, it was found that the combination of binaural beats alpha (12hz) + ASMR was the best combination for reducing stress in students.These findings were developed into a digital therapy application product called "Vitas" as an alternative media for coping with stress for Gen Z.

尋找提升淡紫青黴菌BA1S菌株降解PBAT塑膠能力之因子

塑膠汙染問題日益嚴重,生物降解是一個對環境相對友善的解決方法。淡紫青黴菌(Purpureocillium lilacinum)為一種內寄生性真菌,前人發現其 BA1S 菌株具有降解PBAT(Polybutylene Adipate Terephthalate)塑膠的能力。本研究目的在篩選能夠提升 P. lilacinum BA1S 降解 PBAT 能力的添加物。將厚度 30µm 的塑膠片置於含有 BA1S 以及各類添加物的溶液中進行生降解試驗,以 7 天或 14 天為單位進行取樣,依塑膠片餘重來計算塑膠的降解百分比。實驗結果發現添加 Cu²⁺離子的處理組在鹼性環境下(pH 7.5)有最佳的降解效果,推測是該添加物可作為漆酶(laccase)的誘導物,促進 BA1S 的氧化的降解效果。添加 Rifampicin 的處理組也能顯著提升降解率,推測是因為該物質具有促進 cytochrome p450 單加氧酵素活性所致。本研究成果不僅可運用在降解 PBAT 農膜,也可以解決田間病原線蟲危害的問題。

Unraveling a Transcriptional Enigma: Exploring the Action Model of the Concealed BPC Network on the Circadian Oscillation System玄機暗藏: 深究轉錄因子家族BPC對晝夜節律系統之作用模式

這項研究深入探討阿拉伯芥生理時鐘的轉錄調控機制,關注植物特有 GAGA 結合因子, BASIC PENTACYSTEINEs(BPCs)。通過監測 BPC 突變株和誘導株的葉片運動,及對 BPC 突變株生長缺陷的觀察,推測 BPC 於節律運動和葉形表徵扮演調控要角。藉數學建模和對突變與誘導株的 qRT-PCR 實驗,我揭示第一及第二類 BPC 在協調生物鐘節奏和葉片發育中的多種功能,更描述 BPC 內部調控網絡,了解這些蛋白質如何維持恆定。突變株實驗突顯 BPC 對關鍵時鐘成員 CCA1、ELF4、GI 和 PRR 家族的精確控制,而誘導株實驗則繞離 BPC 家族內部的補救途徑,從不同的尺度提供更直觀的檢驗方法。模擬進一步闡明 BPC 如何微調時鐘,確保振盪最佳化和晝夜間的無縫過渡。此外,我還發現 BPC1 和 BPC3 對第二類 TCP 基因的影響。他們抑制除 TCP5 外的多數 TCP 基因,透過不同下游途徑影響葉緣形態。概括而言,這項研究揭示了 BPC 家族是生理時鐘和葉片發育途徑的關鍵調控者。

所有可拼出的正三角形之達成性

給定三種大小不同的正三角形,邊長由大至小分別為正整數a、b、c,在每種三角形皆需使用的情況下,去拼出邊長為正整數的正三角形。眾所周知,「找到所有可以被拼出的正三角形邊長。」這個問題是困難的,原因是正整數有無窮多個,且可行的拼法非常多種。故本文欲探討的問題為:「尋找a、b、c的條件,使得無法被拼出的正三角形之正整數邊長個數僅有有限個。」 我們估算無法被拼出的最大正整數邊長,並為所有大於此數的正整數邊長,分門別類地創建合適的拼法,解答了上述問題。

Detection of Calcium Oxalate in Nephrolithiasis Using Ca-D

Nephrolithiasis isacommondiseasewherestoneisfoundinthe kidney. Kidney stones areharddepositsmadeofmineralsandsalts that form inside your kidneys. Urine has various wastes dissolved in it. When there is too much waste in too little liquid, crystals begin to form. Sometimes, tiny stones move out ofthebodyinthe urine without causingtoomuchpainanditcontainscalciumoxide. But stones that don't move may cause a back-up of urine in the kidney, ureter, the bladder, or the urethra. Therefore, Ca-d is used as an effective and affordable alternative device to check kidney stones. A new detector we can operate as an indicator for people who have high calcium oxalate levels in their urine. Which will help us to check calcium oxalate levels easily and practically with the use of tds (PPM as its unit). It can check whether people have high PPM levels that can cause issues like nephrolithiasis. It can also be used regularly so that people can avoid the disease by consistently checking their urine with Ca-d.

高山地區暖化之探討

高海拔的高山多與極區相似,地表覆蓋著冰雪,故推測可能觀察到與極地放大效應類似的情形發生。本研究探討歐洲、美洲以及亞洲海拔超過3000 公尺的數個近百年測站之氣溫資料趨勢並比較各測站之間的差異,藉由觀察所繪製出的圖表,得到支持高山地區的暖化情況同樣也較全球平均的暖化情況明顯的證據,以及高山地區季節的暖化差異,並更加了解高山氣候變遷的趨勢,以及近代與過去暖化情況的不同。

利用水凝膠進行亞硝酸鹽的檢測

亞硝酸鹽與對胺基苯甲酸 (4-Aminobenzoicacid, PABA)反應生成重氮化合物,並與 N-(1- 萘基) 乙二胺二鹽酸鹽 (N-(1-Naphthyl)-1,2-ethanediamine dihydrochloride, NED) 進行偶聯反應,進一步生成紫色、褐色的化合物,使水凝膠的表面從無色轉變成化合物的顏色。隨著亞硝酸鹽濃度的改變,水凝膠成色的效果也會有所不同,這也導致了其表面灰階的變化。重氮化偶聯反應可用於亞硝酸鹽的比色測定,亦被證明可用於實際水樣本中的亞硝酸鹽檢測。

連通圖上行走步數期望值之研究

本研究的研究靈感來自於科學月刊,原題為在一個六面體中,有一隻螞蟻位於其中一個頂點並沿著邊行走,每當牠走到頂點時就會選擇一條邊繼續行走,且牠任何方向之機率皆相同,但不可走回頭路,求螞蟻回到出發點時經過邊數之期望值。本研究將題目延伸出了以下三個問題,得出結論後並證明。並得出了以下結果:簡單連通 圖,螞蟻從其中一頂點出發,且往任何方向之機率皆相同,無論螞蟻是否可以走回頭路,牠第一次回到出發點時經過邊數之期望值之通式。在 n 點連通路徑圖 Pn(n -path graph) 中,螞蟻從其中一點 vi出發,第一次走到另一點 vj時經過邊數之期望值通式。並找出了當 n 點循環圖 Cn (n-cycle graph)上有一隻螞蟻從其中一點 vi第一次走到另一點 vj時,經過邊數之期望值與兩點之距離的關係。

多面體滾漆問題

本研究探討了柏拉圖多面體滾漆問題,並且延伸至半正多面體進行研究。正多面體中分別為正四面體、正六面體、正八面體、正十二面體、正二十面 體。研究中證明柏拉圖多面體滾漆問題中的地圖限制以及有解充要條件。為了簡化問題難度,我們先簡化遊戲規則使「掉落」情況不被討論,再轉換回原規則的問題。在研究中我們於正四、六、八、二十面體使用原本的遊戲地圖,而其他延伸研究則自創地圖進行討論。