我的生化研究與行政生涯
義守大學校長兼特聘講座教授/中央研究院特聘講座
蕭介夫
義守大學校長兼特聘講座教授/中央研究院特聘講座
蕭介夫
我的主要經歷
我因出身農家，對農民之困苦有深刻體驗，大學進台大農化系，決心以生物化學及生物科技為終身志業，協助農業發展，增進農民福祉，其後赴美國阿肯色大學生化系，專研酵素學，發表包括在J. Biol. Chem. (1977)等三篇有關離胺酸生合成關鍵調控機制之lysine-sensitive
aspartokinase動力學機制之重要國際論文而獲得生化博士學位。
1977年自美國阿肯色大學學成返國，即投入教學與研究工作，先後擔任過國立高雄師大化學系系主任、海洋大學生物科技所所長、中央研究院植物所所長。1997-1982於國立高雄師大化學系擔任主任期間發展以幾丁質與PVC固定化酵素技術，開創以農業廢棄物與低價工業品為擔體之新方法。特別在酯肪酶的固定化研究，開發了數種新發法，成為酯肪酶固定化研究的先驅，發表的Lipolytic activities of a lipase immobilized on six selected support
materials (Biotech & Bioeng 35:132-137, 1990)已有138次引用數。在高師大期間培養了相當多優秀的中學化學老師，也有不少優秀的學生繼續深造，在大學擔任教授或中學校長。1985-1986赴美國MIT應用生物科學系，在開創「有機溶劑中酵素催化作用」之宗師Professor AM Klibnov研究室擔任客座研究員，期間首度發現脂肪酶可以醣類為基質催化生產許多不同種類之醣類衍生物，此論文(Biotechnol. Bioeng. 29: 648-651, 1987)成為研究此領域之經典論文。1993年受邀到國立台灣海洋大學創立台灣第一個生物科技研究所，並擔任第一任所長直到1996年回到中研院植物所擔任所長(1996-2003)，在海大擔任所長期間，我引進了許多位年輕優秀的生化與分子生物人才，使得海洋大學傳統研究，得以引進新的生物科技而大幅提升。當年由於是全台第一個設立的生物科技研究所，吸引了許多台大等名校的畢業生來投考，錄取率僅有2%，成為全國最熱門的研究所之一。
我在植物所(今改名為植微所)所長任內延攬了許多有優秀的分子生物與基因體學之傑出年青學者，例如專精Microarray的吳素幸及Proteomics 的賴爾珉，使得植物所的研究提升，以分子生物、基因體與功能性基因體為主體的新時代。為了延攬吳素幸，我特地跑到Stanford大學去遊說她，而且在她尚未回國前，我就向農委會申請了2仟多萬配合植物所的經費購置了全套最先進Microarray設施，並將我最得力的助理轉介給她，她的表現相當傑出，不但對植物所的研究很有貢獻，這一套核心設施也替中研院其他所甚至一些研究型大學的功能基因體研究有相當的貢獻。在李遠哲院長及楊祥發副院長的支持下，我以植物所周德源及邢禹依等人組成核心團隊，整合台灣榮陽團隊及賽亞基因公司等團隊參與國際水稻基因體定序計畫，當時我請李院長出面協助我們團隊向國科會申請了兩億多元加上農委會及中研院各數仟萬元的補助，才能順利完成第五條染色體分析，成果共同發表於Nature (274:337-345, 2005)引用數已達1398次，對台灣的國際學術地位提昇及對農業科學的發展與人類福祉有深遠的影響。台灣各媒體當時也都以頭條新聞報導。值得一提的是在國際水稻基因體定序計畫的網站上，在水稻12條染色體上面放上參與各國國旗於其負責的染色體圖上，我國國旗很難得的放在第五條染色體上面而中國大陸的國旗在第四條染色體上，形成一個雙方國旗並列於國際上的難得情況。此外，我也協助楊祥發副院長創立了跨部會，「農業生物技術國家型計畫」。此一計畫的推動對於我國農業生物科技的提升及農業生技產業的發展有相當關鍵性的影響。同時在楊祥發副院長及吳瑞院士的推動下，中研院通過設立「農業生物科技研究中心」，我被任命為籌備處執行長，協助規劃並聘用首批的研發人員包括楊寧蓀(首屆主任)、楊惠郎、徐麗芬、楊淑美及鄭國展等人，為今日的農生中心奠定發展的基礎。當時台南縣的蘇煥智縣長為了台南縣的發展，多次拜訪李院長與楊副院長，請求中研院在南科設立生技研發中心，並且願意從財源不是很充裕的台南縣撥出2億元來建設大樓及溫室。由於楊副院長及我都是台南縣人，有鑑於南北發展失衡且台南縣為農業大縣，因此我們說動了李院長，親自南下考察，終於決定在南科設立「中研院南部生物科技實驗中心」，我被任命為執行長協助籌設，如今大樓與溫室都已完成啟用數年，目前已有農生中心多位研發人員進駐，對台南蘭花科技園區及相關農業生技的發展有相當的貢獻，同時也與成大建立很好的合作關係，共同推動南部農業生物科技的發展。我也很榮幸在1995-1997年獲選為第17屆台灣生物化學及分子生物學會理事長，除推動會務與國際交流外，最值得一提的是我與生醫相關學會理事長共同推動創立「生物醫學聯合學術年會」，目前此一年會發展得相當成功，目前已舉辦28屆，每年都吸引近2千人與會。
在2004年，獲選為國立中興大學校長與講座教授並於2007年連任。任內致力於提升中興大學走出保守創造新局，在全校同仁的共同努力下，中興大學成為中部地區唯一獲得教育部五年五百億「頂尖大學計畫」的大學，尤其在農業生技領域已達國際一流。兩期的頂尖大學計畫為興大帶入40多億的額外資源，不但使各種軟硬體設施大幅改善，更重要的是學校地位、師生及校友的自信心與榮譽感大幅提升，有些校友曾經表示，「現在作為中興大學的校友有增值的感覺」，令我甚感欣慰。我在2005年就率先成立全國第一個「校務諮詢委員會」，請李遠哲院長擔任主席，許多中研院院士傑出者、企業領袖及一些政府首長均應邀擔任委員為興大發展提供很好的建言，對興大的發展有很大的幫助。我又推動與世界第一的農業生技大學UC DAVIS建立密切合作關係，而促成了兩校合作獲得國科會補助的「植物暨食品生技跨國頂尖中心」。為了推動中部地區大學與中科的產學合作，成立了「中科產學訓協會」，獲選擔任理事長到我卸任校長為止。在2005年，我與美國農業部的侯景滄博士合作創立了「國際生物催化暨農業生技學會」，有美、加、歐、日、韓及台灣等十多主要先進國家之傑出學者參與迄今在興大舉辦五次研討會並在韓、日、美、斯洛伐克各一次研討會，受到國際上高度重視，Elsevier公司等著名國際出版商替我們出版了五本國際行銷書(我與侯景滄博士為共同主編)並在New Biotechnology國際期刊出了8期的special issues，目前已獨立出版國際期刊Biocatalysis and Agricultural Biotechnology。這是我國主導的國際學會，對提升台灣的學術國際地位有相當的貢獻，我目前為預選會長，將於明年第十屆ISBAB於義守大學舉辦時正式接任會長。由於興大的國內聲望地位提升，我也被推選擔任國立大學校院協會理事長，推動高等教育的發展。我在興大兩任七年的工作，興大同仁編輯了「七年中興
」以資紀念。 2011年中興大學校長任期屆滿後，由於中研院翁啓惠院長的邀請，王惠鈞副院長與農生中心施明哲主任的協助，轉任中央研究院農業生技研究中心特聘研究員，於2012年2月1日被遴聘為義守大學校長與講座教授。在任不到兩年，已成功使義守大學獲得教育部教學卓越計畫南部綜合大學第一名，而且使義大申請了13年未成功的醫學系與醫學院獲得重大突破。教育部在2013年4月核准義守大學設立全英文授課學士後醫學系外國學生專班，並於9月正式獲准成立醫學院。這是我國第一個學士後醫學系外國學生專班，今年9月正式開班。首屆學生有12個國家，34位邦交國學生來就讀，已有多位國家元首到訪本校醫學院與義大醫院，對發展國際化醫學教育與國際醫療預期會有重要貢獻。
我的研發工作
我一生中最重要的研發工作在於酵素的生化功能、結構、基因工程與在生技產業的應用，已發表約150篇SCI論文(被引用數約3300次)，並獲得21項國內外專利及5項技轉給產業界。這些研究成果也很榮幸得到一些國內外的肯定，包括三次國科會傑出獎三次(83、85 及 88 年度)，特約研究員兩次 (89-95年)，96年獲國科會傑出研究員獎，92 年國科傑出技術轉移個案獎，93 年國家農藝科技獎，獲選亞太國際分子生物聯盟會士 (A-IMBN Fellow) 並獲美國油脂化學會傑出論文獎四次(1993、1995、1997、1999年)，並獲得 2005 年美國油脂化學學會生物科技研究最高榮譽「生物科技終身成就獎」，及美國科學促進會 2005 年 AAAS Fellow，同時榮獲2008年發展世界科學院 (TWAS) 農業科學獎，2008年美國 UC DAVIS 史托爾傑出教授講座及泰國湄州大學生物科技榮譽博士，2010年國際生物催化與農業生技學會功勳獎，2011年教育部教育文化專業獎章及優秀教育人員獎及2011年世界生物催化與農業生技科學院院士等榮譽，並獲選為國際生物催化與農業生技學會預選會長(2014年就任會長)。以下簡略敘述近幾年的研究成果:
一、在脂肪酶⁄酯解酶之結構、功能與生物技術領域：
(1). 發明利用脂肪酶催化反應以製造酯類、乙二醇醯胺、丙二醇酯類等乳化劑，麴酸酯（可應用於防止皮膚與食品黑變），可可酯代用品與具光學純度之薄荷醇等新方法。
(2). 發現在生技產業上應用廣泛之假絲酵母菌脂肪酶 (Candida rugosa lipase) 具有五種催化特性大不相同之同功酶，其個別基因表達受到培養條件之差異調控且開發多重基因定位突變法修改五種同功酶基因之歧異密碼為通用密碼而首度突破性地將五種假絲酵母脂肪酶基因在常用工業酵母菌Pichia pastoris 大量表達具活性之基因重組酵素，受到國際學術界及產業界高度重視，已獲得中、
美、歐、日等國專利，並已技術移轉給國內生技公司，且以 DNA 導向演化突變法進行結構功能研究並進一步改進酵素催化效率並開發其在農業食品、工業等相關生技產業上之應用。
(3). 利用定位基因突變技術首先解明葡萄球菌脂肪酶之催化活性中心，並發現此基因重組脂肪酶在水溶液中有很高之脂肪酸酯合成活性，在生技產業上極具應用潛力 [美國專利US70491, 2003-2022]。
(4). 由台灣分離之弧菌選殖到一新型多功能 arylesterase，證實其催化中心為 Ser，推翻了過去arylesterase 均為 cysteine esterase 理論，並在世界上首次發現此
arylesterase 兼具 thioesterase 與chymortypsin-like
activity。此一發現開拓了 arylesterase 學術與應用之新領域，且已獲得 X-ray 結晶分析結果。此一獨特之多功能酵素不但在學術上有創新性貢獻，並可能廣泛應用於食品、化學與醫藥工業上。本論文導致 New protein motif GDSLS 之發現，已受到國際學術界之重視（Trends
in Biochem Science 介紹）。應邀在American Oil Chemists'
Society 之年會發表演講，並榮獲「傑出論文獎」。進一步發現類似結構之 E. coli thioesterase 的多重酵素生化功能，與廖彥銓及黃太煌合作利用 X 光結晶分析與NMR 解析其構造與功能，奠定 GDSL 型脂肪酶/酯解酶研究之世界領先地位。[Progress in Lipid Research 43:534-552(2004, IF:13, 被引用次數237)，並已完成水稻114 個
GDSL lipase 基因之 bioinformatics 分析，發表於BMC Genomics (13:309, 2012)
二、農業生物技術領域：
(1). 選殖並分析 400 多個與青花菜黃化及木瓜熟變有關基因，其中有許多世界上首度發現之新基因。目前已完成葉綠素分解酶、金屬硫蛋白、抗黴菌蛋白質、乙烯合成酵素 ACC 氧化酶及乙烯受體等之基因表現與生化特性分析，對於闡明植物老化機制有新的貢獻。利用木瓜 ACC 氧化酶反義基因轉殖於木瓜成功，已初步得到可以延緩後熟作用 3 天之木瓜，又從木瓜選殖到新型幾丁質酶與抗黴菌蛋白，證明可以有效抑制多種農作物病害之黴菌，並獲美國專利 US 7670820
(3010-2028)。[J Agric Food Chem.
55(3):714-22(2007)] (2). 利用基因轉殖法將突變乙烯受體基因轉殖於矮牽牛花，已可成功延緩矮牽牛花之凋謝時間 10 天以上 [Mol. Breed. 9:211(2002); Mol. Breed.
14:199-213(2004)]。
三、首度發現植物肥胖基因的基因功能：
我們從植物阿拉伯芥11 個 TULP (AtTLP1-11) 基因並加以選殖定性，根據其胺基酸序列分析發現其 C 端具有高度保守性的 tubby domain，而異於動物 TULP 蛋白質高歧異度之 N 序列，取而代之的是 F-box (51-57 residues) domain；DNA 微陣列分析則發現AtTLP2、AtTLP7、AtTLP9 及AtTLP10 會參與
phytohormone 如：auxin、cytokinin、ethylene 以及 ABA 之訊息傳遞，逆境與光的訊息傳遞亦會影響其基因表現；我們亦證實 AtGLP9 會藉由 ABA 訊息傳遞調控種子發芽，另外其他基因與植株大小、開花時間、生長調節等有關，對農業生技上具有應用價值，已獲得美國專利。[US Patent 7,314,756(2008-2024)] [Plant Physiol. 134:1586-1597(2004)]。
四、從農作物中產生高價值生技產品及高蛋白機能性食品：
我們開發一種酵素法可同時從農作物中產生高麥芽糖及高蛋白食品，此部分研究已經取得中美專利並轉移由公司執行。與余淑美院士合作基因改造「甜甜米」含有轉殖水稻 (台農67 號) 中表現耐熱性澱粉普魯南醣酶基（amylopullulanase，APU） 兼具 amylase 及 pullunanase 活性，80°C 高溫處理 4 小時後不需外加
amylases 即可將水稻種子的澱粉分解為糖類和高蛋白，提高米飯甜度，「甜甜米」之蛋白質含量並顯著增加提升其營養價值，而其分解的醣類則可做為食品工業生產酒及醋的原料。此研發成果業已取得台灣及美國專利 [US Patent 6,737,563 (2008-2021); TW 1322664 (2007-2024)][Mol.
Breed. 15:125-143(2005)] 並技轉美國Nugenplasm LLC 公司(2011)。此外，選殖到數種可將麥芽糖轉化為海藻糖之酵素基因，大量表達具功能之基因重組酵素，配合β-澱粉酶，可將農作物之澱粉轉化為高價值海藻糖，已發表多篇論文及一篇 review，已獲得台灣及美國專利。
我的人生體驗與感想
綜觀我的一生，很幸運能受到長官的提攜，許多師長、朋友與學生的協助才能建立生化與生物科技的研發團隊從事研發工作之餘，尚有機會可以在大學擔任系主任、所長、校長及中研院所長，對國家社會作出一點貢獻。以下一些感想提供生化及分生學會年青朋友們參考:
l 積極向上的正面人生觀-人生難免有挫折，要具抗壓能力，樂觀面對克服困難。
l 待人誠懇、用心工作—一個人的成功，三分靠天份、七分靠努力，「自助、人助、 天必助」。
l Work smart─愚公移山不可取，應思考聰明創新的方法解決問題。
l 營造良好的人際關係---身處民主的社會，良好的人際關係是事業成功的重要因素。
l 自己的SWOT分析—鳥飛魚游，各有所長─找到自己最大的興趣與最佳能力所在，掌握機會充份發揮自已才能，無論是從事什麼工作都能出人頭地。
沒有留言:
張貼留言