赴美國洛杉磯參與第二十二屆國際線蟲會議出國報告書

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國立成功大學

高教深耕計畫出國報告書

報告名稱：赴美國洛杉磯參與第二十二屆國際線蟲會議報告書

出國期間：2019/6/20~2019/6/28

經費來源：高教深耕計畫

單位：國立成功大學生物化學暨分子生物學研究所

職稱：博士後研究員

姓名：郭承儒

中華民國 108 年 7 月 9 日

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中文摘要

很榮幸能獲得成大補助參與舉辦於美國加州大學洛杉磯分校的第二十二屆

國際線蟲研討會。國際線蟲會議對於全世界的線蟲科學家來說是件盛事，所有科

學家都希望能夠共襄盛舉。此會議每兩年舉辦一次，從 2013 年第十九屆國際線

蟲會議開始，每屆我都有機會參與，這次有幸又能夠再次參加，真的是非常興奮。

會中討論線蟲生理，神經，生態及演化，代謝，發育，細胞生物，微小RNA

及線蟲新穎技術等議題。與會過程中，除了獲得來自各國的科學家分享的最新研

究成果外，也與他們討論關於自己的研究結果。我們研究結果獲得高度肯定外，

也從中學習到是否尚有可改進的地方。能有機會出國與世界各地的專家學者們討

論自身研究，獲得肯定，並發現尚有方法增進自己研究，使台灣的研究成果推向

另一個層次，是令人興奮的。

這次參與國際線蟲會議，除結識新朋友外，也見到先前千里馬計畫待過的實

驗室老師(Dr. Emily Troemel)和其成員，抓緊機會與他們敘舊並討論科學，並和老

師商討再次申請博後千里馬至國外做博士後研究之事宜，建立與國際科學家間的

合作橋樑來強化台灣的研究能力。最後，謝謝成功大學的補助，減輕我經濟上的

負擔。

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Abstract

It is my honor to get travel awards from NCKU to support me attending the 22^nd international Caenorhabditis elegans meeting at UCLA this year. International worm meeting is a big thing to every Caenorhabditis elegans scientist in the world. This conference is held every twice year. I attended this conference from the 19^th international C. elegans meeting in 2013, and never missed one since then. It is really excited to be here again.

We had several sessions in the worm meeting discussing C. elegans science with global experts, including physiology, neurobiology, ecology and evolution, metabolism, development, cell biology, microRNA and new techniques. In the meeting, we had the presentations from scientist worldwide sharing their efforts and latest results. Moreover, I shared our research results to them getting positive feedback and learned there is still room for improvement for our study. It is thrilled to have a discussion of our research with C. elegans experts around the world and then learns how to strengthen our experiments/results in order to push our study to another level.

I made a few friends in the meeting and had a reunion with members from the Troemel lab that I was visiting before, which was sponsored by Taiwanese government.

Also, I grabbed the chance discussing with Dr. Emily Troemel about applying for the fellowship to return her lab as a post-doctoral researcher to establish the bridge of connection with international scientists and to enhance our research in Taiwan. Finally, I would like to appreciate for the financial assistance from NCKU supporting me attending the conference.

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一、目的

線蟲為現今生物科學重要的模式生物，對基礎分子生物，細胞生物學，發育生物學，宿主與病菌之間的交互作用皆有重大的貢獻，參與第二十二屆國際線蟲研討會，與國外學者相互交流，探討科學，交換彼此發現的新知，藉此提升國際視野，鞏固強化台灣自身研究能力。

二、過程

兩年一次的國際線蟲(Caenorhabditis elegans)會議，為許多線蟲科學家期待的盛事。會中探討線蟲發育，生態及演化，代謝，老化，生理，神經，細胞生物學等科學發展，並期望藉由了解線蟲此微小生物體內之機制，可應用到經演化高度保留後與人類相似的訊息傳遞路徑或機制等。此次會議中令我感到高度興趣的是，利用線蟲研究宿主與致病菌交互作用的議題。

多倫多大學博士後研究員Alexandra Willis，分享她的成果。她們主要是在研究在自然界感染線蟲的微孢子蟲(microsporidia)與線蟲間交互作用的關係。他們將線蟲分成兩個組別，感染微孢子蟲與沒感染組別，使其後代分別感染微孢子蟲後，發現親代已受到微孢子蟲感染過之組別，其後代感染微孢子蟲後，產生的子代數(progeny number)較親代無感染過的子代數還來得多，且感染微孢子蟲的數量也較低。並且也發現其親代感染過微孢子蟲的後代，在綠膿桿菌 (Pseudomonas aeruginosa)的毒殺之下，存活率(survival rate)也較好，但其綠膿桿 菌感染菌數(pathogen load)與沒感染過微孢子蟲的組別並沒有太大差異，這暗示了後代從其親代獲得的免疫力提升，是提高了對病菌的耐受性(tolerance)，而非抗性(resistance)。

這說明了免疫能力是會跨世代(trans-generation)遺傳，這樣的遺傳跟我們傳

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統認知上的遺傳有所不同，因親代ＤＮＡ序列並沒有改變，而子代卻因親代曾經遭受感染後而有了較佳的免疫能力，暗示了可能是親代表觀遺傳學

(Epigenetics)上的改變遺傳至後代。Willis 他們未來會做兩組別線蟲的轉錄組 (transcriptome)，比較其 RNA profile 差異，進而找出使得後代具較佳免疫能力的機制為何。

三、心得

Poster session 中來自各國線蟲科學家除了認同欣賞我們的研究外，也給予寶貴的建議。

來自加拿大多倫多大學分子遺傳所（Department of Molecular Genetics, University of Toronto）助理教授 Aaron Reinke 說，我們的研究中顯示線蟲 iglr-2 抵抗出血性大腸桿菌(Enterohemorrhagic Escherichia coli)之機制與 iglr-2 調控線蟲躲避病菌行為(avoidance behavior)有關，因此他認為我們可以做個實驗證明 iglr-2 與線蟲躲避行為是真的有關係。實驗設計如下：將培養線蟲培養基分成兩

組，一組為出血性大腸桿菌『菌叢覆蓋小範圍培養基』(small bacterial lawn) ，另一為『菌叢覆蓋整個培養基』(full bacterial lawn)之組別，將野生型線蟲與 iglr-2 突變株線蟲分別放上培養基感染，且每日觀測其生存曲線，直到所有線蟲

死亡為止，若iglr-2 確實參與調控線蟲躲避致病菌行為，則 iglr-2 突變株線蟲無 論放在『小範圍菌叢』或『菌叢涵蓋整個培養基』組別會活得比『菌叢覆蓋整個培養基』之組別還要好。因線蟲在『菌叢涵蓋整個培養基』組別中，沒有不含細菌處可以躲避細菌會比較容易被細菌毒殺，相較於『小範圍菌叢』組含有不含細菌處可以短暫不接觸細菌，其生存曲線會比較短。

Robert Luallen，美國聖地牙哥州立大學生物系(Biology Department, San Diego State University)助理教授則提到，我們的結果很棒但多補些項實驗會使得我們的研究更好，因我們認為iglr-2 可能是出血性大腸桿菌的模式辨識受體

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(Pattern Recognition Receptors, PRR)，所以證明 iglr-2 會與出血性大腸桿菌結合 是關鍵，可以利用影像分析或是生化反應證明，實驗設計如下：1.影像分析，

將出血性大腸桿菌和線蟲體內iglr-2 分別標定不同顏色的螢光蛋白，感染出血 性大腸桿菌予iglr-2 標定螢光蛋白之線蟲，若 iglr-2 會與細菌結合，則我們在共 軛焦顯微鏡(confocal microscopy)下可看到 iglr-2 螢光訊號會與細菌螢光訊號共同表現在同一平面上(co-localization)，但因解析度(resolution)關係，在顯微鏡下我們僅能看到整體iglr-2 螢光訊號，無法確定其發光處是否在線蟲腸道細胞面向腸空腔(lumen)頂端(apical side)或是基底端(basal side)，利用螢光蛋白在酸性環境下會失去活性之特性，將線蟲移至弱酸性環境，使得酸進入線蟲腸空腔，

若iglr-2 表現在腸細胞頂端，則螢光訊號消失，反之螢光訊號不會消失 iglr-2 表 現在腸細胞基底端，可證明與細菌結合之iglr-2 螢光訊號是在腸細胞頂端或基 底端。顯微鏡影像分析實驗無法直接證明iglr-2 分子和細菌有直接結合，亦需 要生化反應來證明兩者之結合。2. 體外(in vivo)生化反應：IGLR-2 蛋白具有類免疫球蛋白結構域(immunoglobulin-like domain)和富亮氨酸重複結構域(leucine rich repeat domain)，欲證明細菌與 IGLR-2 何處結構域結合，將 iglr-2 表現(1)類 免疫球蛋白結構域，(2)富亮氨酸重複結構域，(3)含上述兩者，(4)控制組(僅含標定訊號)，分別給予序列標定訊號後，將四者序列轉殖至產蛋白專用之特殊菌 (E. coli BL21)，萃取出其之蛋白並與出血性大腸桿菌培養(incubation)後，經過 超高速離心，若出血性大腸桿菌可與該結構域結合，則可在細菌離心下來處，

也就是沉澱物(pellet)，測到序列標定之訊號，若在上清液(supernatant) 處測得序列標定之訊號，則出血性大腸桿菌與該結構域無結合，藉此可證明IGLR-2 蛋白上的何處結構域可與出血性大腸桿菌結合，進而加強IGLR-2 為線蟲體內模式辨識受體的概念。

每位學者給的建議都很精準，我們也曾想到同樣的事，可以知道我們的著眼點與其他各國優秀科學家相似，是件令人開心的事，至少我們的思考邏輯與

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方向是正確的，並且與其他學者討論研究，知道我們尚有改進空間，也同樣令人興奮。長久過分專注在自己研究的我們，可能忽略些小細節或跳出框架去思考，藉由出國開研討會，有這個機會跟外來學者討論科學進而找到潛在的問題，這些問題都有可能是我們在投稿時可能會被reviewers 問到的。

四、建議事項

感謝成功大學的補助，減輕我出國至洛杉磯參與第二十二屆國際線蟲會議，

經濟上負擔，並有機會於會中再次遇到先前認識的各國專家學者，重新敘舊且建立合作關係橋樑。出國參加研討會，與世界各國優秀科學家們交流討論科學，積極爭取國際合作機會，提升台灣國際能見度與研究能量，有很大的幫助。我亦把握這次出國的機會，與先前於千里馬交換待過實驗室的老師，Emily Troemel 博士，商討再次前往她實驗室做研究之事宜，也期許能有機會再次通過科技部補助博士後研究員出國研究之千里馬計畫。

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五、附錄(請附上其參加會議或活動之出席照片)

圖:會中壁報展示