2010年6月27日 星期日

2009 年十項最佳生命科學創新技術

作者:駐美國台北經濟文化代表處科技組 現職:駐美國台北經濟文化代表處科技組
文章來源:The Scientist Pg.41-47, 2009年12月23日
發佈時間:2010.02.25

在工業界,2009年可能是艱難的一年;但是對於生命科技而言,它是創新的一年。The Scientist雜誌評選了十項最佳創新技術,簡列如下。

第 十名:三維細胞培養(CELL CULTURE IN 3D)
由Hamilton公司開發的桌上型BioLevitator,結合培養箱和離心機 成一個單位,是首批三維細胞培養系統之一。 這項技術開創了一個三維的細胞培養,更接近體內環境。BioLevitator還可以使研究人員以較少的時間培養更多細胞。他們的合作夥伴公司 Global Cell Solutions,開發了一種內襯蛋白質獨特的微載體,有利於細胞在三維表面生長。 BioLevitator可同時在四個管中進行細胞培養,內部的磁鐵可以保持細胞懸浮和均一。多蛋白質塗層可支持不同細胞系。在培養過程中,可監測每個管 中的二氧化碳,溫度,細胞密度和pH值。當培養完成時,所有的數據可以透過BioLevitator的USB端口傳輸到電腦進行分析。

這 個價格35,000元的小型多功能儀器還具有環保的好處,因為它比傳統二維系統更加有效率,可減少使用腐蝕性化學品和實驗室器材。Hamilton公司, 以BioLevitator每星期培養四千萬個倉鼠卵巢細胞估計,每年可以節省成本百分之六十。

第九名:蛋白表現的新配方(NEW RECIPE FOR PROTEIN EXPRESSION)
合成基因被認為是達到高效蛋白表達最具成本效益、及時、且靈活的工具。蛋白表達是 現代生物技術研究最基要的一環。由於不同的密碼子可以產生相同的氨基酸,科學家們在編碼(翻譯)蛋白質的時候可有無數的組合供選擇。有些組合比其它組合產 生更好的結果。通常,研究人員使用傳聞證據來選擇某一組密碼子,為達到蛋白表達最佳化,卻產生不可預測的結果。現在,加州的公司DNA2.0的科學家們發 展新的設計規則系統,基於實際基因特徵來預測最佳組合密碼子。該系統發表在九月份的《PLoS ONE》(4(9): e7002),生產蛋白表達優於以往的方法10倍。

該小組設計、合成、以不同的基因組對兩種不同的蛋白質(一個 DNA聚合酶和一個單鏈抗體)編碼,並根據產生最多蛋白質的密碼子,開發出一種設計原則來預測最佳化蛋白表達的基因組合。

第八名:代謝 的新測量儀(NEW MEASURE OF METABOLISM)
麻州的Seahorse Bioscience發明的XF96分析儀,是第一個能夠測量細胞中兩個主要的能量傳導途徑的儀器:細胞線粒體呼吸與糖酵解。這樣就能夠提供對於細胞代謝 過程全面的了解,以及在疾病狀況下程序如何出差錯。

在XF96開發之前,科學家們依靠克拉克電極技術測量細胞的耗氧量,既耗時,所提供的 訊息也很有限。現在,只需要35-90分鐘,這個XF分析儀就能夠測量氧氣消耗──這是線粒體呼吸的指標,以及細胞外酸化──這是糖酵解的一個副產品。經 過在微孔板分離出小量的細胞,儀器可以用光學生物感測器測量溶解氧和pH值的變化。使用儀器的96孔盤,研究人員可以測試多達四種藥物對細胞的新陳代謝的 影響,理解細胞的生物能量變化。目前售價為10-20萬美元,儀器首次於 2009年1月上市,目前全球擁有 400多個客戶。

第七名: 序列捕獲新工具(NEW SEQUENCE CAPTURE TOOL)
科學家們擁有大量珍貴的數據,30億鹼基對!但是沒有辦法使用,因為基因 組過於龐大且凌亂,研究人員無法完全分析這些信息。總部在德國的公司febit,設立了HybSelect,利用基因晶片,集中在基因組中對特定疾病具關 鍵角色的區域。這項技術已經被用於研究癌症,多發性硬化症,愛滋海默氏症和糖尿病。

第六名: 多功能顯微鏡(ALL-IN-ONE MICROSCOPES)
Olympus引進兩種新的多功能顯微系統:FluoView FV10i,世界上第一個獨立的共聚焦顯微鏡,可用於對樣本建構三維影像;還有FSX100,自載有螢光和明視野顯微鏡,是在美國可以購得的第一種此類顯 微鏡。這兩個系統都把照明系統,顯微鏡,可移動的檯子,和照相機結合起來成為一個簡單的小盒子。這和傳統的裝置不同,小巧又容易設置在任何地方。這個裝置 另外一個好處是一般必須在暗房裡操作的螢光顯影,可以在實驗室裡不必關燈操作。此外,這兩種顯微鏡完全是「軟件驅動」,這意味著他們是非常合乎邏輯的,即 使是第一次使用也很容易上手。

第五名:鋅指蛋白(Zinc Finger)產生「基因剔除」(knockout)大鼠(ZINC FINGERS CREATE KNOCKOUT RAT)
Sigma-Aldrich在2008年的一項競賽靠著他們的CompoZr, Zinc Finger nuclease(ZFN,鋅指核酸酶)拿了銅牌,它可以啟動雙鏈 DNA在特定位置斷裂,剔除甚至一個鹼基對。2009年,該公司根據這個成果繼續發展,生產「基因剔除」大鼠。

美國威斯康辛醫學院的研 究人員使用Sigma量身特製的鋅指核酸,產生了第一批的「基因剔除」大鼠,其中一些有螢光蛋白表現而發綠光。現在老鼠之外的嚙齒類可以發展成特定人類疾 病的模型供研究之用。

第四名:可以量化的數碼相機(A CAMERA THAT QUANTIFIES)
細胞生物學家經常需要 測量和比較蛋白質產生螢光的量,捕捉在細胞膜上同位置進行的事件,並描述病毒的進入,他們往往使用電子倍增電荷耦合裝置(EMCCD, electron-multiplying charge-coupled device)相機來量測這些現象。但是,根據所設定的計量,這些裝置所給的數字是隨意的單位,不同的相機和不同的時間就有差異。這意味著圖像數據,不論 是同一實驗室或不同實驗室所得成像數據是沒有可重複性的。

Evolve相機,藉著測量結果的圖像的單位光電子使圖像數據量化和具可重複 性,螢光蛋白發出的光子或是反射的光子觸及相機的感應器就被計量。如此可以達到量化和標準化的結果。

第三名: 利用光操縱細胞(MANIPULATE CELLS USING LIGHT)
通常情況下,對光敏感的植物蛋白光敏色素 (phytochrome)和它的聯結夥伴,光敏色素相互作用因子(PIF, phytochrome interaction factor)在回應紅光後,連結在一起就轉移到細胞核,紅外光會打破這個聯結。加州大學舊金山分校的研究人員修改了基因,使兩者被激活時,移動到細胞膜 (而非細胞核)。然後,他們把PIF聯結到一個細胞骨架蛋白上。當空間定位脈衝紅光活化PIF時,PIF反過來又激活了細胞骨架蛋白,因此可以重塑細胞 (Nature,461:997-1001,2009)。光敏色素把光轉換成蛋白質之間的相互作用。研究人員可以把PIF鏈接到任意數量的蛋白質,使這個 系統比其它的光控制系統更適用於廣泛的細胞程序。

研究小組提把光敏色素突變體和PIF質粒(plasmid)交給Addgene,一個非 營利質粒庫,便於在科學界供應質粒。研究者可以索求質粒每個約 65美元。

第二名:快速病原體辨識(QUICK PATHOGEN ID)
當面對一個未知的,致命的病原體爆發傳染時,任何延誤都要付出生命代價。在20世紀90年代,一個政府辦的生物防禦會議上,被提供最好的病 原體檢測辦法,還停在革蘭氏染色。

當時David Ecker在Ibis Biosciences,一直在用質譜儀,測試候選藥物結合RNA的能力。透過質譜儀比較結合的RNA和未結合的RNA(較輕)的分子量來作。他想,為什 麼不使用質譜儀,根據其不同的重量來識別基因組? 訣竅在於設計病毒或細菌的基因組的保留區的PCR primers,使它們成為一整類病原體的共同部份。被夾在primers和被PCR放大的基因組的部份,因其差異可被用來區別每個子類病原體。 雖然這個裝置還沒有被批准進行臨床試驗或診斷,它已經被用於測試病毒,法醫鑑定,和其他應用的基本突變率,包括美國海軍和美國疾病管制局用來檢測新流感 H1N1病毒。

第一名:以蛋白質誘導多能性(PLURIPOTENCY FROM PROTEINS)
2009年最令人興奮的 創新,是以最普遍使用的技術重組細胞成為類似胚胎的狀態。加州La Jolla 的Scripps研究中心的研究人員首次完全避免基因改造,只用蛋白誘導小鼠胚胎纖維細胞多能性。誘導式多能性幹細胞(iPS cell)技術真是一項突破性的發現,而基因改造在實際應用上則會造成極大的障礙,其中包括可能導致疾病,如癌症。

該研究小組掙扎了近 2年才找到正確的條件和各成分完美的結合,包括Shinya Yamanaka的四個轉錄因子的蛋白質形式,以及已知會提高重新編組效率的組蛋白去乙酰酶抑製劑(Cell Stem Cell,4(5): 381-84,2009)。該技術還沒有商業化,但正在開發中。 他們不予評論其成本,只說這將取決於最終應用的技術。基本的應用,如毒理學測試和試劑的發展是在低端市場的價格規模,更先進的藥物開發和細胞治療應用的費 用較高一些。

2010年6月13日 星期日

瑪丹娜資助的永續女子學校

來源:2010年3月號MY LOHAS生活誌

一向引領潮流的流行音樂天后瑪丹娜(Madonna),近年不但開始投身公 益,接連認養兩個馬拉威幼童為養子,甚至還愛屋及烏,成立了Raising Malawi公益基金會,投入馬拉威貧童教育與救助方案之餘,也開始開辦起一所綠色學校。

這所即將座落於馬拉威首都利隆威(Lilongwe)的女子學校Raising Malawi Academy for Girls,預計在2012年會完工,屆時可容納450位學生,在這裡學習環境保護、生態復育的相關課程。

這所學校是由紐約建築事務所Studio MDA所設計規劃,將是一座充滿永續概念的校園建築。不僅利用建築物屋頂的太陽能面板,提供校園內所有的能源所需,雙屋頂的設計,更利用了空氣 力學,讓每間教室都擁有良好的通風,而無需使用空調設備。當然,大部分的建材,也都將就地取材,充分運用馬拉威當地的資源與環境特色。

此外,兩座人工溼地結合污水處理循環再利用的系統(Greywater recycling),將可以滿足校園所有的用水需求,而不必擔心乾旱季節缺水的問題。

大面積的屋頂與遮蔽,可以讓教室避免太陽直射所產生的高溫。

在這座女子學校所在的46公頃土地上,預計將會有圖書館、行政大樓、餐廳、體育館、健身中心、運動場、30間教 室,12棟宿舍以及18個教職員宿舍。

讓女性變成是未來馬拉威永續農業推動的主角,當然是這所女子學校重要的任務所在。一間流行天后贊助 的綠色學校,未來將不只作育更多環保英才,更希望替馬拉威的未來,找到永續的生命力。

2010年6月9日 星期三

當發明家遇上藝術家

【經濟日報/張庭庭/20100608】

文創MBA 重邏輯的左腦企業家與重創意的右腦企業家,找到共通語言,腦力激盪的產品必令人驚豔…

創業者的類型有很多,例如業務型(擅長銷售)、點子型(擅長企劃)、領導型(擅長整合),而最容易在經營上觸礁的,通常是創作型與技術型。前者是藝術家性格,太縱容右腦,以致常流於天馬行空而忽略功能現實;後者是發明家或工程師,太依賴左腦,往往拘泥於產品細節而缺乏市場想像。

在一次講課時,有位學員上台練習自我行銷。他的產品是自動升降曬衣竿。衣服洗好後掛在及胸高度的桿子上,按個鈕便自動上升,衣服即可迎風招展,省時又省力。桿子是特殊金屬所製,此設計擁有專利還得過獎。

他介紹完後,我幫他做現場市調:「有興趣購買的人請舉手?」教室裡約八、九十人中,大約一半舉了手。我接著問了A君產品售價是多少?「1萬4,000 元」。隨即再問現場學員:「願意買的人請舉手?」這次一隻手都沒有。A君現出悵惘神情,承認每次一講到價格,顧客即掉頭離去。

行銷說故事 足感心

當時我的母親剛過世不久,我腦袋閃過一個畫面:70歲的母親堅持自己洗衣且篤信天然日曬,拒絕使用乾衣機,洗完衣服都得吃力地用撐桿把衣服頂到高高的曬衣架上。對於關節退化的老人家來說,每次洗晾衣服都是一次舉臂維艱的工程,但他們大概都不會向無此體會的晚輩訴苦。我想,如果母親還健在,我會買這個產品給她。於是我把這個想法說出來,並且三問大家:「願意買給母親或婆婆的人請舉手?」半數的手再度高高舉起。

用1.4萬換來自己省一點力氣似乎不怎麼划算;用1.4萬元買到母親長期的快樂與舒適,則值回票價。前者是左腦的算計,後者是右腦的召喚。

數字、圖表、分析、邏輯、法則、功能、效率、講道理等,是左腦的管區,而文字、畫面、感應、直覺、想像、情境、情感、說故事等,則是右腦的地盤。

絕大部分的人只有其中一邊比較發達,而在我們向來偏重左腦鍛練的教育體制下,除了有藝術細胞或走創作型態的人之外,通常的情況是左腦壓過右腦。

專注研發 忽略市場

常遇到此類中小企業經營者,努力投入研發或找尋獨特貨源,產品功能幾近完美,尺寸規格一應具全。他們常見共同問題是:包裝粗糙、網頁死板、圖片單調、文案生硬、沒有品牌或是品牌名稱拗口,廣告預算亂槍打鳥,簡言之就是無法感動消費者,上門顧客通常是熟客或行家,我稱他們為「左腦企業家」。

相反地,有另一群經營者,通常從事時尚或藝術領域,才華洋溢,令人驚豔,但對數字毫無概念,不知成本為何物,網頁很美麗但動線規劃毫無章法,購物流程曲折離奇。陌生顧客容易被吸引上門,但成交卻往往大費周章。我稱他們是「右腦企業家」。

有個客戶「MagStorY磁貼童話」,是藝術家與發明家的組合,而且是父女檔合夥。

女兒是充滿藝術氣息的漫畫家Momo,作品有年輕人的俏皮,也有抗拒長大的童真,以及隱藏在逗趣圖案背後的深層哲思。Momo因將柏楊代表作《醜陋的中國人》改編成漫畫版,一夕之間打響了名號。

而Mo爸對軟性磁鐵教具的熱中無人可比,不管是拼圖、模擬釣具、幾何教材,只要客戶說得出來,他就做得出來,對於品質的講究,也讓他輕鬆贏得歐美知名教具業者的OEM訂單。

品牌洗禮 左右均衡

只是一頭栽入研發生產,卻疏於關照市場的風吹草動,近兩年其他國家的競爭對手用低價來搶單,甚至模仿他的設計,讓Mo爸磁鐵教具的業績失血不少。此時女兒 Momo繪畫與編故事的天分成了最佳救贖,功能實用的軟性磁鐵配上生動活潑的彩繪漫畫,成了擺脫OEM魔咒,自創文創品牌的契機。

但問題也來了。父女倆都沒有品牌行銷的概念,對於定價與成本結構更是霧煞煞。剛開始接觸他們時發現,一個只注意美感與故事,一個只重視功能與品質,更嚴重的是,產品在設計前,沒有先思考這要賣給誰,賣到哪裡去以及要賣多少錢。

兩人思考邏輯的契合度跟血緣關係恰成反比,合作初期如同雞同鴨講,好在親情是最好的黏著劑,加上顧問從旁溝串,反而激出許多有趣且具市場性的點子。

先是女兒Momo上完品牌課程,慫恿爸爸也接受行銷新知洗禮。兩人有了共通的對話基礎後,接下來是一連串左腦與右腦對話論戰,其間其他同學也加入討論與思辯,有時面紅耳赤,有時低頭沈思,但慢慢起了化學變化,後續出來的產品也愈加令人驚豔,甚至打樣一出來,就有人要下訂。這也讓磁貼童話順勢開發出客製化商品的市場。

這場父與女、左腦與右腦的對話仍在進行中,而親情的溫暖與善良的天性,讓「磁貼童話」的產品除了創意,更多了感動。

(作者張庭庭是SOHO品牌邦創辦人,http://blog.soho.com.tw/)

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