Investigator 採訪了目前正在中研院物理所擔任研究助理的劉又萱。又萱自進入高中起便加入實驗室開啟她的研究生涯，目前已申請上劍橋大學的博士班，一起來聽聽她的研究經歷吧!
研究之始
喜歡科學的又萱，在高中時期就開始做科展，成為少數能進到大學實驗室做科學研究的高中生。回憶起做科展的歷程，又萱認為自己十分幸運，當時指導老師與實驗室學長姐們營造出的開放式討論環境，使她能盡情討論科學，並嘗試解決實驗中遇到的問題，讓她喜歡上實驗室的生活。
在選擇大學科系時，基於對於生物和實驗室的喜愛，又萱選擇進入成功大學生命科學系就讀，不過高中以化工為主題的科展經歷，讓她的眼光不侷限於傳統的生命科學，而是期望跳脫框架，以更多跨領域的方法來研究生命科學。因此，又萱選擇加入醫工系的實驗室進行專題研究，並且以生命科學與生物醫學工程學系雙主修畢業。
大學期間，又萱以偵測抗原的體外檢測試劑為研究主題，執行許多化學分子塗布（chemical coating）實驗，開發檢測裝置、影像處理技術等。不過，這項專題研究主要在鑽研化學修飾和影像分析程式，而比較不直接地接觸動物、人類、細胞等她熱愛的生命體。後續經過進階探索與大量閱讀論文，又萱於大四期間發現「力生物學」（Mechanobiology，又稱機械生物學） 這一領域可以結合她的研究專長和興趣，因此決定朝著力生物學的方向繼續深造。
Photo by: Zi Wei Chong
碩班研究
進入碩士班前，又萱從北部實驗室徵才的茫茫大海中，發現林耿慧老師的生物物理實驗室正在尋找擅長細胞研究的研究助理。能將物理學中不斷尋找事物本質的概念應用到生物學的複雜體系，讓喜歡細胞研究與跨領域交流的又萱深感興趣。
生物物理（Biophysics）是一門非常廣泛的學科。通常是用模型、公式、參數 （parameters）來描述我們看到的生物現象，例如觀察大腸桿菌在流體裡的移動、拍攝顯微鏡下微管分佈的螢光訊號。其他像是量化生物學 （Quantitative biology）、結構生物學、計算神經科學、系統生物學 （System biology） 都可能包含在生物物理的範疇之內。
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又萱感興趣的力生物學，則是探討從細胞到個體層級中物理性的微環境 （如張力、滲透壓） 如何改變生物的現象。一個常見的例子是在細胞骨架的重組與擠壓之後，訊息傳遞進細胞核裡可以最終導致 mRNA 或是蛋白質的表現量差異。其他在不同尺度的例子還有：太空人在無重力之下會產生骨質疏鬆，或是胚胎在發育成個體的過程中，頭部或尾部生長方向的決定。
在林耿慧老師的實驗室裡，又萱的研究主軸在力生物學、微環境（microenvironments）、3D-cell culture 的交叉領域。過往實驗室在材料的層次上開發了「吹泡泡」的技術，可以製造帶有孔洞的細胞鷹架 [1]，近年來又改良研發了可以控制曲率的圓洞水膠（spherical microwell）[2]。又萱的研究便是建立在這個新的平台之下，進行培養細胞的實驗。經過文獻的查詢，並綜合考量材料的軟性結構、細胞分化時程等，又萱選定間葉幹細胞（mesenchymal stem cell）作為研究對象，這種細胞可以分化成骨頭、軟骨、脂肪細胞。又萱於研究過程中觀察到間葉幹細胞在 2D 和 3D 的環境之下分化成脂肪細胞的情形有很大的差異。使用藥物刺激分化之後，2D 環境下分化的脂肪細胞還沒有明顯的油滴，但在 3D 環境下生長的脂肪細胞就有許多油滴的產生。經過一系列的分析探討之後，又萱認為這是因為環境曲率 （curvature）的不同導致細胞分化成不同型態，並且後續透過系統生物學技術，以 RNA定序分析尋找能夠感知 3D 環境、有時序性的基因調控路徑 （pathway），這樣的結果讓又萱今年順利從碩士班畢業，而研究本身仍在轉任助理後持續進行中。
在這段研究過程中，最讓又萱印象深刻的是學習如何做跨領域的溝通。因為要和來自物理、化學、資訊領域的成員們互動，使用的詞彙和思考方式都和生物背景的她不同，一開始比較困難，但是經過一些時間的磨合，彼此找到可以對話的方法之後，發現針對科學的討論是有共通語言的。另外，實驗中使用到的共軛焦顯微鏡是實驗室自行搭建的，不只是操作上有許多細節、參數、濾鏡需要自己調整到合適的範圍，儀器故障的時候也需要自己熟悉基本的問題排除，這些都要花時間去學習操作與理解，也因此成為一段令人印象深刻的學習經歷。
實驗室做活細胞成像使用的共軛焦顯微鏡。圖片來源：劉又萱
國際實習
因緣際會下，又萱去年到英國劍橋的生技公司實習。能得到這個機會的契機是公司正在徵求熟悉 RNA-seq 和 organoid 等細胞實驗的研究員，而這些條件剛好與又萱於碩士班所累積的技能符合。
在劍橋的環境中，又萱體驗到與台灣不一樣的研究環境。人與人之間不論輩份都習慣以姓名直接稱呼，也有很多機會能與不同實驗室的成員在休息時間進行 small talk，閒聊的內容相當廣泛，從生活瑣事到實驗上的大小問題都有涉及，這樣的互動過程讓又萱覺得相當有幫助。在生技公司實習的過程中，又萱體會到有效地營運公司要同時考慮到成本、合作者及產品的優先順序來推動project進度，也觀察到同事們會很有效率的專注工作，盡可能準時上下班，假日也比較少人到實驗室做研究，是個生活與工作切分很明確的工作環境。
在英國的生技公司進行簡報。圖片來源：劉又萱
博班申請
基於對科學的興趣，雖然求學過程跨了很多不同的領域，但是又萱一直都走在研究的路上，也認為需要念博班來支撐這樣的興趣，因此在去英國實習前就確定自己未來念博班的志向，也想在英國實習的過程中找到博士班的指導老師。
她建議大家可以在確立志向後可以勇於寫信給有興趣的老師，多聊天、多接觸，能夠更了解可以進入實驗室的管道，也能知道老師的研究是不是適合自己的方向，同時多多尋找可能的計畫、資助，或是參與實習的機會。
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又萱目前已申請上劍橋大學 Department of Physiology, Development of Neuroscience 的博士班學位，未來將利用斑馬魚神經嵴細胞在發育過程被擠壓的遷移行為做力生物學的研究。對於未來的發展，她認為自己將來如果待在學術界的話，可以像林耿慧老師一樣連結不同領域的合作者一起完成實驗，也有可能會因為喜歡有目標和快速的工作效率而選擇進入產業界，保持著彈性的心態持續精進自己。
給後輩的建議
又萱建議，在學生階段不要害怕嘗試覺得有趣的領域，即便不符合常規，也可以嘗試。像她過去學習生物但跨足到工程領域一樣，在多個實驗室打滾的經歷，除了培養出多個實驗技術之外，也幫助她在碩班期間對自己的研究主題更快上手。「所有嘗試都會變成養分」，這是又萱從自己的研究室經歷中得出的重要體悟。
參考文獻：
- Lee, Y., Huang, J., Wang, Y. & Lin, K. Three-dimensional fibroblast morphology on compliant substrates of controlled negative curvature. Integrative Biology 5, 1447–1455 (2013). https://doi.org/10.1039/c3ib40161h
- Huang, C.-K., Paylaga, G. J., Bupphathong, S. & Lin, K.-H. Spherical microwell arrays for studying single cells and microtissues in 3D confinement. Biofabrication 12, 025016 (2020). https://doi.org/10.1088/1758-5090/ab6eda
- 漫談力學生物學 物理雙月刊 撰文者：林耿慧 發文日期：2023-05-15 https://pb.ps-taiwan.org/modules/news/article.php?storyid=789
撰稿｜劉馨香、張雅筑、葉禹彤、葉國掄
審稿｜張芷榕、劉又萱
