中央研究院 Logo

本院近代史研究所賴惠敏研究員著作《盛世滋生：清代的皇權與地方治理》一書已於2024年11月出版。

RNA穩定性的調控對基因在細胞中的正常表達至關重要，但其控制機制未完全釐清。本院分生所林倩伶助研究員團隊採用巨量報告基因測定法，系統性解析人類非翻譯區(UTR)序列影響RNA降解的調控規則。統計所黃彥棕研究員團隊統計學習的結果顯示，暴露含「UA」的序列促進RNA降解。同理，參與先天免疫反應及食慾調控等快速代謝的基因，其UTR具較多的「UA」序列。此外，增加「UA」的突變縮短RNA半衰期。這一簡單的規律不僅可作為檢測UTR突變是否致病的初步篩選，也有助於設計適用在人體表達的合成RNA。

本院生物多樣性研究中心陳可萱助研究員團隊在臺灣的亞熱帶山地霧林中，偶然發現一外形特殊且前所未知的生物構造，經由精密的顯微鏡檢視及分子定序分析，證實其為一類未報導過的藍綠菌-真菌共生體，由新屬新種絲狀藍綠菌(Symbiothallus taiwanensis)編織構築主要的立體葉狀構造，新種擔子菌門真菌(Serendipita cyanobacteriicola)的菌絲則棲息於絲狀藍綠菌分泌的透明外鞘中，為首次報導藍綠菌構築主體而真菌鑲嵌在內的共生體，研究團隊將此新型共生體取名為Phyllosymbia – 葉狀共生體，也因其具有固氮能力，使其成為霧林底層富含氮養分的構造。這項發現為研究生物間複雜的互動關係提供新的可能性。 這項研究由陳可萱助研究員領導，團隊成員包括本院生物多樣性研究中心陳哲志博士（第一作者，現任職於國立自然科學博物館生物學組）、謝喬誼、簡宜映、王文宏、湯森林研究員、莊博舜博士；法國Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Romain Darnajoux博士；本院應用科學研究中心光學顯微鏡核心設施團隊的陳壁彰副研究員、塗喬惠、田雪皎支持顯微鏡成像技術。本研究已於2025年2月12日發表於期刊《Science Advances》，並獲選為該期封面。 繪圖：Yi-Ju Li.

微中子是一種微小粒子，微中子的集體量子振盪，在宇宙爆炸事件中扮演關鍵角色。但長期以來，物理學家難以掌握微中子的量子行為，因此對於超新星爆發和中子星合併等天文現象的理解也受限。本院物理所團隊近期在這個難題上取得突破。研究團隊利用精密的量子動力學傳輸模型，發現在微觀尺度上的相關量子震盪現象，會在較大的天文尺度上被平均化，因此能用簡單的等效古典模型精準描述宇宙的量子震盪現象。這一創新方法減少了計算挑戰，能使天體物理學界對劇烈爆炸事件的理解更完整。 本研究由本院物理所吳孟儒副研究員、曼魯喬治博士、德國亥姆霍茲重離子研究中心熊澤瑋博士、台灣高速電腦中心林俊鈺副研究員等共同完成，研究成果於2025年2月7日發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）。

2019年，本院天文及天文物理所參與的「事件視界望遠鏡」（Event Horizon Telescope，簡稱EHT）國際合作計畫發布了人類歷史上首張黑洞影像。本次EHT團隊使用全新開發的大型超級電腦生成黑洞影像資料庫，其規模為之前解釋2017年觀測影像庫的3倍，影像數量亦新增逾12萬張，為M87星系中心超大質量黑洞（簡稱M87黑洞或M87*）提供了全新的理論視角。結合對2017年和2018年觀測資料的多時刻分析，研究團隊證實了M87黑洞的旋轉方向是朝著遠離地球的視線方向，並證明吸積盤（環繞黑洞旋轉的氣體）中的湍流可以解釋2017至2018年觀測到的黑洞影像中，類似甜甜圈的環狀結構最亮部分的偏移。研究成果已於2025年1月22日發表在《天文與天文物理》（Astronomy & Astrophysics）期刊。臺灣團隊成員包括本院天文所、國立臺灣師範大學與國立中山大學。

疼痛是一種常見但複雜的現象，同時包含身體感覺與情緒反應。雖然我們對疼痛已有基本了解，但對於導致疼痛反應的大腦機制仍尚未完全明瞭。本院生物醫學科學研究所陳建璋研究員所領導的團隊，近期在揭示慢性疼痛大腦機制方面取得重大突破。研究顯示慢性疼痛會活化丘腦前室旁核（PVA）中的特定神經元群體，這些神經元分別負責處理疼痛的身體感覺與情緒反應，且活性會隨疼痛類型而改變。刺激這些神經元會導致觸覺敏感與逃避行為，而抑制它們則能減輕疼痛。此外，這些神經元向終紋床核（BNST）和伏隔核（NAc）傳遞信號，分別調控疼痛的不同行為表現。這項發現不僅深化了對疼痛機制的理解，也為慢性疼痛治療提供了全新的思考方向，可能有效改善患者的生活品質。 本研究由陳建璋研究員及其實驗室成員 Dr. Selomon Assefa Mindaye（第一作者，TIGP-INS 畢業生）與陳瑋鑫博士主導完成，並與生醫所陳世淯長聘副研究員、楊世斌長聘副研究員，以及資訊所施純傑研究員合作完成。研究成果已於2024年11月26日刊登於國際期刊《細胞報導》（Cell Reports）。

在所有生物體的演化分化過程中，轉錄因子調控網路重組會產生表現型新穎性。現今研究尚未完全了解轉錄重組背後的詳細分子機制，亦未能全面性描寫不同的轉錄調控網路。本院分子生物研究所呂俊毅特聘研究員所帶領的團隊，描繪了不同酵母菌種中的轉錄因子Sef1調控網路的特徵，證明了在進化過程中，不完全重組的Sef1調控網路可通過運用具有新功能的保守靶基因NDE1，演化出強烈的表現型分化。此研究為了解轉錄調控網路的演化軌跡，提供新的見解，有助於未來解析生物多樣性的起源與機制。研究成果已於2024年11月20日發表於《核酸研究》（Nucleic Acids Research）期刊。論文第一作者暨共同通訊作者為分生所資深專案研究員許博琛博士，其他作者包括美國貝勒醫學院（Baylor College of Medicine）盧子喬博士、史丹佛大學醫學院（Stanford University Medical School）洪柏湘博士。研究經費由本院「深耕研究計畫」及國家科學及技術委員會「尖端科學研究計畫」支應。

黃體素參與人類和脊椎動物（例如小鼠）的月經/動情週期、妊娠和胚胎發生，是重要的生殖荷爾蒙。過低的體內黃體素濃度，是造成不孕症及早期流產的主要原因之一。包括口服黃體素在內的荷爾蒙療法，是治療不孕症的重要手段。然而，口服黃體素隨著病患的體質差異，療效相對不穩定。找出口服黃體素療效不佳的原因，對不孕症治療深具重要性。本院生物多樣性研究中心江殷儒研究員與國立臺灣大學醫學院婦產科陳美州教授合作，分析人類腸道菌資料庫，搭配細菌學研究與小鼠實驗，發現無害梭菌（Clostridium innocuum）具有在腸道中代謝黃體素的能力，經由人體的肝腸循環，能影響血中的黃體素濃度。研究團隊透過小鼠試驗，證明使用專一性較高的抗生素，例如甲硝唑（metronidazole），可有效移除腸道中的無害梭菌，進而提高血中黃體素濃度，恢復動情周期與濾泡的發育。此研究有助了解人體黃體素之代謝機轉，並釐清腸道菌的相關角色，未來可望進一步發展補充黃體素的新穎策略，促進個人化醫療。研究成果已於2024年11月7日發表在《腸道微生物》（Gut Microbes）期刊。

癌症多重抗藥和抗免疫機制是難以克服的治療難題。本院生物醫學研究所牟昀副研究員及胡哲銘副研究員團隊研發了可釋放多重免疫治療的益生菌載體，可滲入腫瘤釋放多種抗癌融合蛋白，達到消滅腫瘤及提升抗癌免疫力的效果。論文第一作者劉程豪博士利用基因工程，在益生菌載體上裝載了癌細胞標靶傳遞、細胞穿孔蛋白、免疫檢查點抑制劑及免疫細胞激素等功能，讓細菌載體更安全，可高量施打於血液。此設計解決了癌症多靶點治療的藥物組合諸多法規、專利、藥動學等複雜問題，讓多種藥物可經由細菌載體的方式一次性大量生產，直接進行注射和腫瘤標靶的傳遞。研究成果已於2024年10月22日發表於《細胞報告醫學》（Cell Reports Medicine）期刊。

長春花生物鹼衍生物常用於治療癌症，但癌細胞產生之抗藥性限制其療效。肝癌上調蛋白（HURP） 是一種微管作用蛋白，會降低癌細胞對長春花生物鹼藥物的敏感性，然而具體的分子機制尚不明確。本院分子生物研究所夏國強副研究員與國立臺灣大學生命科學系蔡素宜教授、日本國立遺傳學研究所島本勇太（Yuta Shimamoto）副教授合作，利用冷凍電鏡分析與生化實驗，揭示了肝癌上調蛋白之微管蛋白結合區塊能夠與β-微管蛋白作用，並與長春瑞濱（一種由長春花生物鹼衍生的化療劑）競爭。重要的是，此競爭性能進一步降低了長春瑞濱所引起的微管生長缺陷。此研究闡明了肝癌上調蛋白在癌細胞中驅動抗藥性的機制，提供了將其作為改善癌症化學治療之潛力。研究成果已於2024年10月14日發表在《自然通訊》（Nature Communications）。論文第一作者為本院國際研究生「分子與細胞生物學」（TIGP- MCB）學程博士生阿思拉（Athira Saju）、國立陽明交通大學生化曁分子生物研究所博士生陳博邦。研究經費來源為本院深耕研究計畫、國家科學及技術委員會研究計畫。

人類屬於脊索動物，與棘皮動物和半索動物同屬後口動物。牠們的胚胎發育過程類似，但卻成長成迥異的身體形態。為了解後口動物發育的機制和演化歷史，本院細胞與個體生物學研究所蘇怡璇研究員、臨海研究站游智凱主任與西班牙研究團隊，全面分析澎湖的半索動物在發育過程中基因動態變化和調控方式。研究解析出兩階段的調控機制，並發現原腸胚胎期是後口動物發育過程中分子層面最相似的時期。此研究指出後口動物共同祖先可能的發育基礎，人類所屬的脊索動物如何在此基礎上演化出獨特的身體體制將是未來重要的研究課題。

SPHINCS+是一種後量子數位簽章算法，用於應對量子電腦帶來的潛在威脅，這種數位簽章演算法的獨特之處在於優異的抗量子攻擊能力，透過基於雜湊函數的簽章結構，確保長期安全性，無需依賴傳統的數論假設。SPHINCS+ 強調安全性優先於速度或簽章大小，特別適用於需要高度穩定、長期保障和高效能的應用。該演算法由國際研究團隊開發，並於2022年7月被選為後量子密碼學標準之一。本院資訊研究所倪儒本副研究員 (Ruben Niederhagen)為SPHINCS+團隊的一員，參與程式更新及修正工作。另外兩位主要成員荷蘭恩荷芬理工大學郎丹雅教授 (Tanja Lange) 及美國伊利諾大學芝加哥分校狄傑比教授 (Daniel J. Bernstein)皆爲本院資訊研究所的訪問教授。SPHINCS+於2024年8月13日獲選為美國國家標準與技術研究院(NIST)標準，成為後量子密碼學標準的重要里程碑，預期將在全球被廣泛採用。