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公告日期: 2013-05-08
公告事項: 交通大學創新第三代基因解碼技術 - 獨創單分子定序平台 一小時基因定序不是夢

交通大學創新第三代基因解碼技術
獨創單分子定序平台 一小時基因定序不是夢


交通大學材料系黃國華教授及生物科技系陳昱勳助理教授,結合蛋白質電晶體與生物科技平台,成功開發更快速、更精準、更經濟的單分子基因解碼技術,可加速個人基因體定序,應用於個人化醫療及基因體研究,對於人類各項疾病進行深入了解及解密有莫大助益。這項整合生物、電子與資訊的傑出研究成果,於5月發表於國際著名期刊《Nature Nanotechnology》。

基因定序是解開生命之鑰,基因是決定生物遺傳特徵的基本單位,位於DNA雙螺旋分子上,由四種特殊功能的核酸鹼基(GATC)排序形成,人類基因組含有約30億個DNA 鹼基對,以現行的技術仍然無法快速地完成個人基因解碼。

人類基因定序計畫,費時數十年,在各國通力合作下,於2005年第一次完整解碼人類基因序列,解碼出人類的生命藍圖,隨後歷經各代的DNA定序技術改良,仍有相當大的改善空間,其缺點在於「解讀序列長度短」和「判讀錯誤率高」。交大所研發出的第三代DNA定序技術(單分子定序)可改善以往缺點,大幅延長DNA序列解序長度,降低誤判率。此外,也將現在人類基因解碼時間由1天縮短至1小時,為個人基因計畫和客製化醫療的一大革命。

交通大學創新研發蛋白質電晶體定序平台,能夠有效縮短定序時程並且提高正確率,原理是將DNA聚合酶連接在由交大同一團隊2012年領先全球獨創的單分子蛋白質電晶體上,透過即時電導訊號,快速區分四種不同核苷酸鹼基,定序錯誤率近乎為零。

陳昱勳助理教授表示,其他定序技術所碰到的侷限,在這個平台上都不是問題;這將是全球首次可以看到整個聚合酶合成過程,且不需要透過外加的螢光,排除其他不確定因素,完整呈現出聚合酶本身卓越的功能。

吳妍華校長表示,研究團隊去年利用生物奈米科技取得關鍵技術突破,領先全球開發出第一個具有實用價值的單分子蛋白質電晶體,將半導體元件轉換成一個靈敏的生物分子檢測器。不僅開創了分子電子元件的新契機,也開啟了生物奈米技術應用於半導體製程的可能性,研究成果發表於去年3月的《Nature Nanotechnology》,並獲得全球矚目。今年二月交大延攬團隊中的核心研究員陳昱勳進入生科系任教,延續研究能量與應用價值,讓交大又再次以本土小而精實團隊之姿,開創獨一無二的單分子定序平台,成就半導體製程與生物奈米技術整合的重大突破。證明了交大整合生醫電子工程的能力與研發能量。

黃國華教授表示,開發單分子蛋白質電晶體定序平台,未來將結合製程與資訊研究,提升產能,創造經濟價值,促進生物電子相關產業發展,另一方面,透過個體基因比對差異,預測疾病與檢驗,使疾病診斷更加精確。

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