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生物工程:十月份專題開頭文

生命科學旨在探索各種生物知識,生物工程則更進一步,結合工程思維和生物知識,創造新的應用。生物工程囊括的範圍很廣,包括遺傳工程、生醫工程、醫學材料和生物資訊學。本月我們將聚焦在合成生物學和組織工程學上。

組織工程學利用體外培養細胞或者發展生物材料,來再造或者修復器官。例如,費城兒童醫院的外科醫師 Dr. Partridge 帶領團隊發展了類似子宮的系統,讓早產嬰兒能夠健康成長 [1]。蘇黎世聯邦理工學院的團隊發展了 3D 列印的人工心臟,希望未來能夠幫助需要心臟移植的人們 [2]。

合成生物學嘗試把 DNA 變成一種程式語言,讓我們像在編寫程式一樣編寫 DNA,指示細胞做到我們所編寫的事情。可以利用放大訊號的基因電路偵測病理生物標記,藉此診斷疾病 [3],甚至把細胞變成了隨身硬碟,把一部電影儲藏在細菌裡面 [4]。

生物工程未來的應用很廣,從提供醫療診斷或治療上的突破,到成為下一個超級電腦的候選人。這個月就跟緊 The Investigator Taiwan 的腳步,來探索生物工程的無限可能。

費城兒童醫院的人造子宮系統,可以讓早產的小羊在母體外存活達28天之久,進而避免早產造成的併發症。圖片來源: https://goo.gl/eUcHwa

 

參考資料:

  1. Partridge, E. A., Davey, M. G., Hornick, M. A., McGovern, P. E., Mejaddam, A. Y., Vrecenak, J. D., … Flake, A. W. (2017). An extra-uterine system to physiologically support the extreme premature lamb. Nature Communications8, 15112. doi:10.1038/ncomms15112
  2. Cohrs, N. H., Petrou, A., Loepfe, M., Yliruka, M., Schumacher, C. M., Kohll, A. X., … Stark, W. J. (2017). A Soft Total Artificial Heart-First Concept Evaluation on a Hybrid Mock Circulation. Artificial Organs41(10), 948-958. doi:10.1111/aor.12956
  3. Courbet, A., Endy, D., Renard, E., Molina, F., & Bonnet, J. (2015). Detection of pathological biomarkers in human clinical samples via amplifying genetic switches and logic gates. Science Translational Medicine7(289), 289ra83-289ra83. doi:10.1126/scitranslmed.aaa3601
  4. Shipman, S. L., Nivala, J., Macklis, J. D., & Church, G. M. (2017). CRISPR–Cas encoding of a digital movie into the genomes of a population of living bacteria. Nature547(7663), 345-349. doi:10.1038/nature23017

撰文 │ 魏廷燕

修訂 │ 劉馨香

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魏廷燕

現在就讀匹茲堡大學生醫工程學系博士班。曾在不同領域的實驗室短暫流浪過。有興趣的領域很廣泛,從合成生物學、系統生物學到神經科學,還在學習的階段所以就多聽多看。加入investigator就像是在迪士尼工作一樣美夢成真,在社團裡看到更多學到更多。