《研之有物》：真菌也會玩樂高？以分子模型想像「天然物」合成的關鍵發現
我們想讓你知道的是
雖然科學家對天然物的催化酶所知有限，也尚未透澈了解自然界的生物合成途徑，但林曉青認為這正是研究天然物的樂趣，因為還有好多未知等著被發現。
林曉青拿出像樂高積木的okaramine化合物模型，可以看見黑色的碳原子、藍色的氮原子、紅色的氧原子是如何鏈結的。如圖中綠圈處，真菌在組合okaramine時，透過OkaE這種酶催化合成反應，將原本分離的兩個碳原子像樂高關節般拼接起來，繼而與另一個碳原子和氮原子結合成四環。
放入試管的OkaE酶就像樂高關節，將原本分離的兩個碳原子催化組合成四環（綠圈處）（資料來源：Biosynthesis of Complex Indole Alkaloids: Elucidation of the Concise Pathway ofOkaramines.）
林曉青拿著okaramine化合物模型，徒手嘗試組裝兩個碳原子時，費了點力穩住結構才能將模型接上。
「用手都得花點力氣了，在真菌體內要接上四環，也需要足夠的能量，而自然界就派出OkaE酶負責催化這個過程。這是我們團隊最先發現的喔！」
林曉青露出開朗的笑容。
以合成天然物，助陣藥物研發
雖然科學家對天然物的催化酶所知有限，也尚未透澈了解自然界的生物合成途徑，但林曉青認為這正是研究天然物的樂趣，因為還有好多未知等著被發現。
「而且研究天然物，會相信真理只有一個！」林曉青解釋，「因為某個酶的功能，用各種實驗證明結果都會是同一個，這是一個不變的定律。」
團隊努力研究天然物的另一個動力，是未來的藥學潛能。以用於治療癌症的紫杉醇為例，這種天然物除了可從太平洋紅豆杉（Taxus brevifolia）的樹皮分離取得，後來發現亦可自另一相近樹種歐洲紅豆杉（Taxus baccata）之葉部，分離得到中間物，進而以半合成（semi-synthesis）方式合成紫杉醇。然而紫杉醇天然生產的量非常少，成為當時研發臨床用藥的瓶頸，因而延長藥物發展的時程。
若能了解大自然合成天然物的途徑、參與的基因以及酶等知識，未來可望由合成生物學的方式進行製備，並取得藥物來源。
但或許有人會疑惑：用人工的方式大量合成天然物，不會影響自然環境嗎？林曉青慎重地回應：「不同天然物有不同的生物活性，若決定大量做出某種有機化合物，要先想清楚其目的。然而天然物原本就合成於自然，自然必定也存在對應的生物降解機制。」
我們常說「眼見為憑」，但除了眼前「看得見」的景物，在窗外的某棵樹上肉眼所看不到的微觀世界裡，或許有一群正熱鬧地玩著「樂高」的真菌，生產著各種天然物。
延伸閱讀
- Lai, C. Y., Lo, I. W., Hewage, R. T., Chen, Y. C., Chen, C. T., Lee, C. F., Lin, S., Tang, M. C., & Lin, H. C. (2017). Biosynthesis of Complex Indole Alkaloids: Elucidation of the Concise Pathway of Okaramines. AngewandteChemie International Edition, 56(32), 9478–9482.
相關書摘 ▶《研之有物》：「我在中研院養螞蟻」——王忠信與他的紅火蟻大軍
書籍介紹
本文摘錄自《研之有物：見微知著！中研院的21堂生命科學課》，時報文化出版
作者：中央研究院研之有物編輯群
•台灣如何因應全球大流行的COVID-19？
•改造細菌基因，可以把二氧化碳變燃料？
•觀察真菌獵殺線蟲，竟能為寄生蟲防治提供解方？
•人類的斷肢有可能像斑馬魚一樣再生嗎？
•解析大腦神經為什麼會退化，看見治癒失智症的曙光？
•RNA剪接、CRISPR基因編輯，預約醫療大未來？
與中研院院長廖俊智、院士陳建仁等21位生命科學家，
一同打開好奇心、激發想像力，
體驗機智的生命科學大發現！
中央研究院生命科學組匯集台灣頂尖科學家，研究範圍涵蓋植物、生醫、農業、生化、基因等領域，是世界級的生命科學研究重鎮。
透過《研之有物：見微知著！中研院的21堂生命科學課》，中研院研之有物團隊以21位科學家的研究成果為藍本，帶領我們參訪台灣最高學術殿堂，將艱深的學術論文轉譯為淺顯易懂的科普知識，一窺中研院在生命科學領域的重大突破與創見。
【加入關鍵評論網會員】每天精彩好文直送你的信箱，每週獨享編輯精選、時事精選、藝文週報等特製電子報。還可留言與作者、記者、編輯討論文章內容。立刻點擊免費加入會員！
責任編輯：羅元祺
核稿編輯：翁世航
用愛守護一個家：伊甸基金會「弱勢兒童服務計畫」，牽緊每位慢飛天使的手
我們想讓你知道的是
發展遲緩並非孩子成長的終點，事實上，若能透過早期療育，包括各種醫療復健、特殊教育、家庭支持和福利服務的介入，就有機會減輕發展遲緩的現象，給予遲緩兒及家庭更多的療育支持，幫助孩子邁開成長步伐，順利長大。
我們常聽到的「發展遲緩」（developmental retardation），指的是嬰幼兒或兒童在知覺、運動、認知、語言或社交等方面，出現遲緩的狀況。根據世界衛生組織統計，兒童發展遲緩的發生率大約為6%至8%，以台灣每年平均有20到25萬新生兒計算，台灣每年大約有1萬5千名嬰兒，可能有發展方面的問題。
但是，發展遲緩並非無法矯治，事實上，若能透過早期療育，包括各種醫療復健、特殊教育、家庭支持和福利服務的介入等等，就有機會減輕發展遲緩的現象，幫助孩子邁開成長步伐，順利長大。
接連照顧兩代遲緩兒，她身心俱疲
今年4歲的蓁蓁，因為有癲癇及心房中膈缺損的問題，所以出生後便一直在醫院接受治療。後來醫院安排發展評估，發現蓁蓁不僅因為心臟影響整體發展，也有長短腳的問題。蓁蓁的主要照顧者是奶奶，但奶奶除了照顧蓁蓁，也要照顧有輕度智能障礙的蓁蓁爸爸。
蓁蓁爸爸小時候因糞便的細菌感染，發燒到40度後就醫住院，當時醫療跟早療觀念都不發達，並沒有發現蓁蓁爸爸的發展異狀。等到發現後，才趕緊接受早療服務。蓁蓁奶奶常常感慨地說：「因為太晚接受早療，所以成效比較有限，如果當初能夠早點發現的話，或許現在蓁蓁爸爸可以更好。」
雖然感慨，但是蓁蓁奶奶還是一步一步、踏踏實實地陪著蓁蓁爸爸走過了早療之路。現在的蓁蓁爸爸不僅表現不錯，更透過就業媒合找到了一份穩定的工作，平時除了上班，就是陪蓁蓁玩，兩人相處起來像是兄妹一樣充滿了童真的趣味，讓蓁蓁奶奶感到很欣慰。原本想說生活終於要步入正軌的蓁蓁奶奶，沒想到孫女也出現了發展遲緩的狀況。身為主要照顧者的蓁蓁奶奶，想到所有的努力跟辛苦都要再來一次，巨大的疲倦感讓她時常淚流不止。「但是，為了我這個孫女將來能夠自立自主，我現在不扛起來，還有誰能扛起來？」蓁蓁奶奶說。
在照顧的路上，永遠不該讓一個人踽踽獨行
情況和蓁蓁一家類似的家庭，其實並不在少數。隨著台灣邁入高齡社會，家庭與人口結構改變，不論是上有長輩、下有子女、自己又有工作在身的三明治族父母；或是因父母忙碌而需將孩子交給長輩照顧的隔代教養家庭；資源不足、經濟弱勢的偏鄉家庭、單親家庭等等，在面對發展遲緩兒的照顧問題時，經濟、生理、心理所承受的壓力更加巨大。
根據衛福部統計，在2021年，台灣共有約1.9萬名兒童接受早期療育服務，以比例來看，遲緩兒接受早療服務的比例，遠低於遲緩兒的個案人數。這或許是因為受到過去「大雞晚啼」的觀念影響，有些家庭中的主要照顧者，可能無法及時，或者不願意面對嬰幼兒在發展上的異常狀況。而另一個原因則是發展遲緩並不像感冒或者跌倒擦傷一樣很明確。根據研究，目前只有大約20％的發展遲緩能夠找到原因，而在這些已知的原因中，還包括了各種先天的缺陷以及後天的影響。
染色體異常、營養缺乏、肌肉神經病變等都屬於先天的缺陷，像上文中的蓁蓁，就是因為遺傳性癲癇問題，而導致的發展遲緩。在後天的影響上，則有可能像是蓁蓁爸爸一樣在幼兒時期受到細菌感染，或者腦傷、腦性麻痺等等。另外也有可能是外在環境所導致，比方家人對於嬰幼兒疏於照顧和互動、兒童受虐，又或者是經濟弱勢的家庭，較無法滿足幼兒成長所需的資源，才導致發展遲緩。
無論原因為何，如果持續忽視嬰幼兒有遲緩發展的情形，對遲緩兒本身、家庭以及社會，都會帶來更沈重的負擔。試想，如果遲緩兒只能依賴主要照顧者而生活，隨著他的年齡增長，主要照顧者會老去、會生病，甚至有一天意外降臨，遲緩兒該怎麼辦？更重要的是，照顧遲緩兒的工作，也不應該只由一人扛起，因為長期照顧所產生的心理壓力，日積月累所導致的悲劇時有所聞。但這些其實都是可以避免的，因為只要發現得早，遲緩兒在專業的支持和幫助下，可以減輕發展遲緩的狀況，更有機會跟上同齡孩子的發展步伐。
慢飛家庭特攻隊 寶貝成長大作戰
伊甸投入早期療育服務邁入第30個年頭，每年幫助超過2萬名發展遲緩兒童及家庭趕上成長步伐。根據伊甸的服務經驗，許多家庭在發現孩子有遲緩成長現象時，往往不知所措，如果再加上社會環境、家庭結構及生活經濟等壓力，整個家庭就會加速失序，面臨崩潰邊緣。因此，伊甸的早療服務，期許能成為每個早療家庭的堅強後盾，以家庭為核心，為孩子安排療育課程，並透過親子活動、親職講座及定期療育會議，幫助家長在育兒上建立實用的五大能力，包含「溝通力」、「學習力」、「自信力」、「決策力」以及「影響力」，讓家長更了解孩子的需求，並能積極且自信地陪伴孩子跨越成長阻礙，減輕照顧壓力。今年邀請到藝人楊祐寧擔任愛心隊長，期待能強化並帶來早期療育正面、積極的印象，讓有需求的家庭，願意主動尋求支援，接受伊甸專業早療顧問團的幫助，共同支持孩子在成長階段中的種種需求。
上文中的蓁蓁奶奶，曾經為了蓁蓁的發展，不管颳風下雨，騎著機車載著蓁蓁到醫院回診，一個月要跑醫院好幾趟，非常辛苦。後來蓁蓁開始接受伊甸的早療服務，短短兩年時間，蓁蓁就有了非常明顯、令人驕傲的進步。比方可以自行上下樓梯、戒掉了尿布，在生活自理及口語能力上都有所提升。其中最大進步是在環境適應上——原本蓁蓁相當依賴奶奶，剛開始進入日托班上課的前半年，常常會哭鬧。但現在已經可以自在的跟著團體一起活動，和同學們也相處很融洽，甚至能夠幫忙老師照顧比自己年紀小的孩子。
「蓁蓁是個體貼的孩子，她在接受早療服務之後，這些特質都慢慢的展現出來。」有一次蓁蓁奶奶在家中默默哭泣，被蓁蓁看到，蓁蓁便上前擦掉奶奶的淚水、安慰奶奶，讓蓁蓁奶奶覺得很驚訝，也很窩心。有時候蓁蓁奶奶在家裡接代工做，長時間久坐時後，蓁蓁還會自動自發的幫奶奶搥搥腰背。蓁蓁奶奶說：「看她那麼乖、那麼懂事，我就覺得再怎麼辛苦也很值得。」蓁蓁一天天的進步，讓蓁蓁奶奶覺得很欣慰，雖然還有許多成長挑戰等著蓁蓁克服，但現在的她，已經擁有更多可能性，順利長大、過著自己喜歡的生活，都不再是遙不可及的夢想，而是伸手就有機會抓住的目標。
「當超人，可以不只有自己一個人」，伊甸早療服務一直鼓勵慢飛家庭勇敢站出來，也期待社會大眾給予友善對待及行動響應，支持伊甸「弱勢兒童服務計畫」，幫助慢飛家庭解鎖成長任務，大家一起努力，用愛陪伴一個孩子，守護一個家。詳情請上官網，或洽捐款專線0800-025-885。
