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發佈年份
2016
報導媒體
台灣光華雜誌
發佈日期
2016-05

陳瑞華 女中豪傑‧志在科學

第九屆台灣傑出女科學家獎在3月19日頒發,其中「傑出獎」的得獎者是中央研究院生物化學研究所特聘研究員陳瑞華。

在向來男多女少的科學界,女科學家要打破窠臼、脫穎而出已屬不易,獲選為女科學家中的典範,陳瑞華可是一位有著三頭六臂的神力女超人?

初見陳瑞華,驚訝於她的瘦弱,彷彿少女般的纖細身形與其科學研究上的大爆發,有著強烈地對比。

果然是科學家,單刀直入不囉唆,寒暄坐定後,立刻開始講述她熱愛的研究。
 

抑癌新發現

陳瑞華獲頒傑出女科學家獎的一系列研究,主要有三個範疇。

其一,是蛋白質的泛素化。所謂的泛素化是一種「修飾」,「如同化了妝一般,經過修飾的蛋白質,外觀與功能都會改變。」陳瑞華試圖用簡單的語彙來描述一般人難以理解的複雜科學。

修飾過程必須經過3種酵素逐步作用,其中最重要的是第3步,它決定了泛素要接在哪一個蛋白質上。而第3步的酵素有上千種,陳瑞華實驗室研究最多的是E3酵素。E3酵素是個複合體,當中KLHL20蛋白為辨認哪個蛋白質要被修飾的關鍵,也正是該實驗室研究的重點。

「藉由研究E3酵素,我們走到了很多不同方向,」陳瑞華指出,其中一個重要的方向就是抑癌。研究發現E3酵素會去修飾抑癌蛋白PML,被修飾後的PML上面加上泛素、跑到蛋白酶體(細胞中的資源回收機制),最後被降解。而抑癌蛋白被分解,腫瘤就容易增長。

陳瑞華進一步發現KLHL20會受HIF-1α調控滋生,而在低氧狀態時容易產生HIF-1α。

「臨床上對付腫瘤最棘手的就是轉移和抗藥性,而低氧反應會同時促進腫瘤的轉移和抗藥性。」陳瑞華的研究,發現HIF-1α會產生KLHL20,KLHL20又會讓PML泛素化,使抑癌基因被降解的惡性循環,是導致腫瘤轉移,產生抗藥性的原因。「若能抑制此一惡性循環,當能有效抑制腫瘤的增長。」陳瑞華說。

發現非典型泛素化之生物功能

陳瑞華緊接著又興致勃勃地介紹她的另一項「作品」──與泛素研究有關的基礎科學研究。

陳瑞華解釋,泛素的76個氨基酸中有8個位點能做為鏈結處。蛋白質被不同位點鏈結的泛素鏈修飾後,便各具不同命運。

例如,在第48號位置的泛素被鏈結成一串珠珠時,就會被送到蛋白酶體降解。但在第63號位置鏈結成串,則不會被降解。陳瑞華此項研究目的在探索新泛素鏈的功能,並首度發現蛋白質經由K33鏈結的泛素鏈修飾後的命運。

第三項重要研究則有關細胞內的另一個資源回收系統──細胞自噬──溶酶體。「此系統回收的不只是蛋白質,凡細胞中各式各樣的東西皆可回收。」陳瑞華以人體飢餓時分解自身蛋白質、脂質、轉化成能量為例:細胞中會產生雙層膜構造,將細胞裡的物質包進膜裡,此即所謂的「自噬小體」,自噬小體與溶酶體結合後,會將包入的東西分解成小分子,釋放出去產生能量。

陳瑞華的研究發現,細胞內的兩大資源回收系統其實並非井水不犯河水,彼此之間有調節作用。她解釋,科學界已知細胞自噬起始後會逐漸增強,一段時間後又會逐漸減弱,進而終止,但一直不知道究竟因何終止,她的研究發現了細胞自噬終止的機制。

「細胞自噬開始時,有幾個蛋白質會被活化,做出雙層膜;當複合體被活化時也會招來KLHL20對它進行泛素化,然後慢慢被降解。」陳瑞華指出,KLHL20在其中扮演了關鍵角色,使得細胞自噬與「泛素─蛋白酶體」彼此之間能相互調節。

此一機制之所以重要,在於細胞自噬若無法終止,就會導致細胞死亡。陳瑞華以糖尿病小鼠做實驗,發現細胞自噬不止,會促進肌肉萎縮。

陳瑞華指出,目前已知很多疾病與細胞自噬有關,有些是細胞自噬過度,如糖尿病產生的肌肉萎縮;有些疾病則是細胞自噬不足,例如神經退化疾病阿茲海默症,就是蛋白質堆積導致。「若能抑制或強化KLHL20功能,讓細胞自噬得以繼續或終止,或許可治療這些疾病。」
 

解開細胞自噬終止之謎

陳瑞華化繁為簡地解說完自己得獎的3大研究,但對於當年自己何以走上科學研究之路,反倒有點不知從何說起。

「年輕時不知道自己要做什麼」,陳瑞華說,高中時自己數理和文科成績相當,但當時北一女選讀自然組必須考數學,她抱著考考看的心理,考過了,於是就念了自然組。

大學考上台大農化系,系上男、女各半,但八、九成學長姐畢業後都出國念博士,陳瑞華打聽之下發現他們最後都留在海外工作,「我當時很抗拒,不想留在海外當外國人。」於是她開始嘗試念一些實用、畢業好找工作的課程,例如食品科學、營養學等,但念了之後覺得不喜歡,「眼看大學就要畢業了,還不知道自己要幹嘛,最後只好考研究所,繼續唸書。」

考進台大生化所後,陳瑞華遇到了良師呂勝春,帶領她進入科學研究之門,從此她愛上了做研究。「我發現自己喜歡基礎科學甚於應用科學」,陳瑞華堅定地表示。

目前陳瑞華在中研院生化所主持的實驗室有十四、五人的規模,在女性研究員占比只有四分之一的生化所,是個硬底子的大實驗室。「全年無休,只是想混個文憑的學生不會來我的實驗室。」陳瑞華笑說。

陳瑞華之所以能如此全心投入研究,與另一半的支持有絕對地關係。陳瑞華口中支持她的另一半周玉山也在科學領域,是中研院生物醫學所的研究員。

研究上也許沒有男女之別,但女科學家的決勝關鍵在另一半。陳瑞華說,中研院男女各半的分子生物研究所做過統計,女科學家的另一半多在學術界,但男科學家就不一定,太太的行業可以橫跨各種領域。換言之,只有另一半身在學術界,才能體諒並支持女科學家們沒日沒夜的在實驗室中埋首研究。
 

一手奶瓶、一手燒杯

即便身為傑出女科學家,但一切為人母的經歷,陳瑞華一樣也沒少。

回想起在美國加州大學舊金山分校做博士後研究時,產後母親赴美幫忙一個月後返台,她與先生兩人得以接力的方式兼顧工作和帶孩子。陳瑞華從早上五點進實驗室,下午一點回家帶小孩,先生則從下午開始工作到晚上。

兩人相偕回台工作,孩子不能帶著趴趴走的階段,夫妻週末必須輪流工作,留一人在家帶小孩。「那個階段孩子看到的是爸爸或媽媽,感覺好像單親家庭,」陳瑞華笑說,孩子雖然不記得,但她可是印象深刻。

孩子稍長,便開始帶孩子一起工作的生涯。奇怪的是,兩個幾乎是在中研院實驗室長大的孩子,老大學設計,老二念企管,沒有一人走上科學研究之路。

回台開立實驗室至今整整20個年頭,獨鍾基礎研究的陳瑞華,過去對於開公司、技轉等業務始終興趣缺缺。

「但年紀大了,就會想要對社會有所貢獻,」陳瑞華表示,如果可以抑制KLHL20,對於癌症的治療、新藥的開發都很有幫助。因此,她與結構生物學家蔡明道院士合作,試圖解開KLHL20與PML的結合方式,「首先要在結構上理解這兩個蛋白質如何結合,才能設計小分子藥物打斷它們的結合。」

然而,基礎科學要走到應用,是一條漫長的道路;即使有了小分子藥物,要能運用在臨床上,也是曠日廢時的巨大工程,而且也未必能成功。對此,從事科學研究三十年的陳瑞華保持不躁進、也不灰心的態度。「生物醫學就是如此」,她語氣平和卻堅定地說:「一旦成功,它對癌症治療必然產生重大的影響。」

傑出女科學家的肯定,猶如錦上添花,但一路走來,「性別」從來不是陳瑞華的考量。

「在學術界就是靠本事,無關男女性別,」陳瑞華說,科學研究沒有男女之別,若真要細較其間的差異,陳瑞華認為,女性比較專心,「只要專心研究就好,不用去想要如何當上所長。」陳瑞華笑說。

在陳瑞華身上,我們看不到三頭六臂,但看到了台灣女性認真且堅定的力量。

資料來源
https://www.taiwan-panorama.com/Articles/Details?Guid=0d9bce4b-5b7f-4736-99f3-ebcffb6ed916&CatId=9





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