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數理科學組 生命科學組 人文及社會科學組
   
重要研究成果專刊封面

本院 2014 年發表的期刊論文、會議論文及專書等各類著作有 4 千 2 百多篇(本)(資料來源:中央研究院 2014 年度論文目錄),其中收錄於 SCI、SSCI 及 A&HCI 的論文共有 2,265 篇,平均一人 2.65 篇。從數理科學、生命科學、人文及社會科學三大領域過去一年的研究,我們精選15項重要成果,並專文加以介紹。

數理科學組現有 8 個研究所及 3 個研究中心。2014 年每一研究人員平均發表之 SCI、SSCI 及 A&HCI 資料庫論文達 4.0 篇;期刊論文、會議論文及專書等各類著作發表約 1 千 9 百篇(本)(資料來源:中央研究院 2014 年度論文目錄),平均每位研究人員發表 6.1 篇(本)。數理科學組在基礎研究方面擁有深厚的實力與研發能量,藉由探索、發現與了解自然現象,創造與累積了新的知識。例如以藉由同步輻射相位差斷層掃描系統及穿透式X光顯微鏡探討螢火蟲的發光作用機制;三配位雙陽離子氫化硼錯合物的合成;廣義訊息準則在空間迴歸模型選擇之大樣本理論;物理亂數萃取機的開發;準費米子頂點算子代數的朱代數,C2-代數和C2-餘有限性的研究等。

生命科學組現有 5 個研究所及 3 個研究中心。2014 年每一研究人員平均發表之 SCI、SSCI 及 A&HCI 資料庫論文達 3.6 篇;期刊論文、會議論文及專書等各類著作發表約 1 千 1 百多篇(本)(資料來源:中央研究院 2014 年度論文目錄),平均每位研究人員發表 5.1 篇(本)。本年度生命科學組不論在基礎或應用研究上,皆針對多元的領域探討更深入的課題,展現豐碩的成果,重要研究成果包括利用基因轉殖小鼠,發現神經元特異性轉錄因子 TBR1 不足會導致杏仁核軸突投射損傷與自閉症,若給予 D-環絲胺酸增加杏仁核的活性可改善行為的缺失;以化學酵素法合成 Globo H 衍生物可以提升癌症疫苗產生抗體的能力,進而促進癌症疫苗的發展;以核磁共振法解析非洲豬瘟病毒 DNA 聚合酶(Pol X)結構,發現 Pol X 會選擇的先與 MgdGTP 結合,而使得 Pol X 得以克服 Watson-Crick 鹼基配對,進而誘發基因突變;在人為選殖之雙尾金魚的胚胎發育研究,發現分岔尾骨發生於 600 年前 Chordin 基金突變所致;發現植物開花係受日夜週期波動之磷脂質的調控,即開花素會與日間型磷脂質結合而促進開花等。

人文及社會科學組現有 11 個研究所及 1 個研究中心。2014 年發表期刊論文、會議論文及專書等各類著作 1 千 1 百多篇(本)(資料來源:中央研究院 2014 年度論文目錄),平均每位研究人員發表 3.6 篇(本)。人文科學組的研究成果涵蓋發掘位於臺南科學園區的南關里遺址,探討與分析對於臺灣史前文化的認識和理解,同時有助加強大陸華南、臺灣及東南亞史前文化的比較研究;藉由描繪出現代中醫史的樣貌,釐清傳統中醫發展與中國現代性相互消長、融合、吸納之歷程,並建置具有全球現代醫療史的架構;檢討低生育率與人口老化對政府財政和國民消費水準的影響;探索 1949 年後在動盪不安的年代,雲南移民如何從中國西南逃難到緬甸又持續地遷移;以及藉由實證模型探討美國總統權力的脆弱性等。

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數理科學組
重要研究成果圖片 廣義訊息準則在空間迴歸模型選擇之大樣本理論

The Annals of Statistics 2014

張志浩、黃信誠、銀慶剛

赤池訊息準則及貝氏訊息準則為兩種常用之空間迴歸模型選取工具,然而此兩種準則的大樣本漸近性質仍未被仔細探究。在這個研究中,我們採用廣義訊息準則做為選取空間模型變數的工具。我們在定域及遞增域的架構下建立了廣義訊息準則的漸近性質,並給出廣義訊息準則一致性及漸近有效性的充分條件。我們也在某些(錯誤的)互變異空間模型下,刻畫出空間擴張速度與迴歸項之空間平滑程度對選模帶來的影響,進而為空間資料選模奠定紮實的理論基礎。
   
重要研究成果圖片 物理亂數萃取機

17th Conference on Quantum Information Processing 2014

鐘楷閔、施堯耘、伍驍迪

均勻亂數是重要的資源,但我們如何保證一個亂數源是完全隨機的?我們從【設備無關量子密碼學】(Device-independent Quantum Cryptography)角度提出【物理亂數萃取機】(Physical Randomness Extractors)架構,結合密碼學、複雜度理論及量子信息理論來提供一個從物理系統萃取可驗證亂數的方法。此架構避免已知方法所需的獨立性或結構性假設,且可證明僅依賴於最少假設。具體來說,物理亂數萃取機可從一個弱亂數源以及多個量子設備中萃取可驗證均勻亂數,假設萃取時物理設備無法互相傳訊且亂數源有一定的熵值。我們的結果在物理學上可解讀為關於驗證完全隨機事件的一個最佳的二分定理(Dichotomy Theorem)。
   
重要研究成果圖片 難以捉摸的三配位雙陽離子氫化硼錯合物

Journal of the American Chemical Society 2014

陳文清、李敬郁、林柏兆、許育晟、沈俊賢、許昭萍、Glenn P. A. Yap、王朝諺

尋找具有獨特鍵結環境與電子組態之硼物種,已經成為分子主族化學的一個核心主題。累積過去研究具陽離子特性之硼 物種所得的知識,使其應用範圍更加廣泛,其中包括聚合、烯烴類的硼氫化及硼烷氨的脫氫化反應等。在本論文中,我們描述一個具有氫化物配位基的三配位雙陽離子硼烷錯合物3a 的合成,這是前所未有的硼化物結構。有趣的是不需使用高親電子性的路易士酸作為前驅物,即可利用配位基“同碳雙碳烯”(carbodicarbene)與硼烷進行反應得之。雖然這個偶然的發現,目前只能激起實驗室的好奇心,但是這些結果將鋪設一條未來研究高度親電子性路易士酸化學應用於有機合成及催化反應的康莊大道。
   
重要研究成果圖片 準費米子頂點算子代數的朱代數,C2- 代數和C2- 餘有限性

Advances in Mathematics 2014

荒川幸之、林正洪、山田裕理

我們研究準費米子頂點算子代數的朱代數,C2- 代數和C2-餘有限性。首先我們對於仿射卡-穆迪李代數相關的準費米子頂點算子代數的朱代數和C2 代數給出一個詳細的研究和分析。我們証明它們具有相同的維數,同時它的朱代數是半單的。也建立起所有不可約模的分類。最後,我們證明了相對於所有有限維單李代數和任意楷k 的準費米子頂點算子代數都是C2-餘有限的。
   
重要研究成果圖片 閃爍的螢之光:提供氧氣機制

Physical Review Letters 2014

蔡岳霖、李家維、洪在明、何健鎔、楊恩誠、吳文彥、G. Margaritondo、 徐素婷、王民良、胡宇光

螢火蟲的發光是一種有趣的現象,然而其發光的生化機制於近代才被解開。但發光的物理機制層面到目前為止仍不清楚,其中螢光閃爍時氧氣的供應機制更是備受關注。其物理機制不確定性的主要原因為螢火蟲具有複雜且微小的氣管系統,在無法完全得知螢火蟲氣管系統的幾何結構前,便無法可靠的驗證任何假設的機制。我們藉由同步輻射相位差斷層掃描系統及穿透式 X 光顯微鏡獲取螢火蟲發光器內氣管構造,經由計算發現粒線體作用所消耗的氧氣大於經由氣管系統擴散到發光細胞的氧氣;此外,發光作用消耗了絕大部分進入發光細胞的氧氣;因此發光的作用機制需設法將粒線體功能抑制,如:藉由一氧化氮抑制粒線體耗氧,進而使發螢光作用獲得足夠的氧氣供應。
   
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生命科學組
重要研究成果圖片 以化學酵素法合成Globo H 衍生物作為癌症疫苗用之研究

2014Journal of the American Chemical Society

李信佑、陳建有、蔡宗義、李秀停、林昆賢、程揚諭、任建台、鄭婷仁、吳宗益、 翁啟惠

大部分癌症細胞表面會表現多量的特定醣抗原,Globo H(Fucα1 → 2Galβ1 → 3GalNAcβ1 → 3Galα1 → 4Galβ1 → 4Glc)是其中一種,以Globo H 為目標的抗癌疫苗已對乳癌、前列腺癌、卵巢癌、胰腺癌、大腸直腸癌及肺癌病患進行臨床試。在這篇研究中,我們以化學酵素合成法合成一系列Globo H 衍生物以嘗試提升癌症疫苗的免疫性。合成出的Globo H 衍生物與載體蛋白白喉類毒素(CRM)197(DT)接合形成疫苗後選物,並搭配C34 醣脂類為佐劑(adjuvant)以進行小鼠免疫實驗。在注射完Balb/c 老鼠實驗,免疫的反應由醣晶片來分析,結果顯示在Globo H 還原端六號位上的Glucose 修飾氟化(F)疊氮基(N3),苯基(phenyl)和在Globo H 非還原端六號位上的Fucose 修飾疊氮基(N3)亦有強烈的IgG 免疫球蛋白反應辨認Globo H、Gb5 和SSEA4。上述的疫苗可以辨認Globo H表現的癌細胞(MCF-7)並具有補體依賴的細胞毒殺能力。由上述資料顯示這樣的化學修飾癌症醣抗原可以提升癌症疫苗產生抗體的能力,進而促進癌症疫苗的發展。
   
重要研究成果圖片 Tbr1 單倍不足導致杏仁核軸突投射損傷與自閉症

2014Nature Neuroscience

黃子南、莊琇珺、周汶熹、陳瓊雅、王小芳、周申如、薛一蘋

自閉症肇因於異常的神經發育。由自閉症患者的基因定序結果,轉錄因子T-brain-1(TBR1)被認為是自閉症高危險致病基因。我們發現TBR1 單倍不足會影響一群自閉症致病表現,造成後段的前連合及杏仁核神經迴路的缺陷。這些組織學上的異常導致杏仁核神經活性低落,使得小鼠有類似自閉症行為。我們進一步證實,不論是腦內局部或是腹腔注射D- 環絲胺酸,均可以有效改善小鼠的行為缺失。我們的研究証實TBR1 單倍不足導致自閉症更強調前連合與杏仁核的重要性。
   
重要研究成果圖片 DNA 聚合酶如何突破Watson-Crick 黃金配對準則

2014Journal of the American Chemical Society

吳文晉、蘇美瑿、吳建利、Sandeep Kumar、林良興、王竣瑋、Frank H. T. Nelissen、 陳明全、Jurgen F. Doreleijers、Sybren S. Wijmenga、蔡明道

近十年來學界發現許多DNA 聚合酶並不完全遵守Watson-Crick 的配對準則。而這些聚合?如何突破Watson-Crick 配對準則,一直是個相當大的謎題。非洲豬瘟病毒DNA 聚合酶X(Pol X)既會循Watson-Crick 配對準則來修復DNA,同時也會催化非Watson-Crick 的dG:dGTP 突變配對。我們利用核磁共振法解出Pol X 在三種狀態下的結構:Pol X,Pol X:MgdGTP 二元複合物以及Pol X:MgdGTP:DNA 三元複合物。我們的結果顯示Pol X 選擇性地預先與MgdGTP 結合,然後再與DNA 結合。此特性使得Pol X 得以克服Watson-Crick 鹼基配對,進而催化dG:dGTP 之錯誤配對。
   
重要研究成果圖片 阿拉伯芥開花素FT 與日夜週期波動之磷脂質結合而促進開花

2014Nature Communications

中村友輝、Fernando Andr?s、金原和江、劉昱志、Peter D?rmann、George Coupland

阿拉伯芥FT 蛋白質為開花素組成分之一, 其可從葉之伴細胞傳遞受光週期調控之開花訊息至頂芽組織。我們發現在生物體外FT 蛋白質可專一地與磷脂醯膽鹼(PC; phosphatidylcholine)結合。以基因轉殖方式在頂芽分生組織局部增加PC 可促進開花;反之減少PC 則延遲開花,顯示PC 含量與開花時間有關。我們發現在早開花之基因轉殖植物中,受FT 調控之基因表現量上升,顯示此現象與FT 活性有關。同時在頂芽分生組織增加FT 及PC 含量能更進一步地加速開花,反之若移除FT 則會減緩PC 促進早開花的現象。某一特定分子結構之PC 含量受到日夜週期波動調控,而夜間型之PC 分子結構不易與FT 結合。在長日照環境下增加夜間型PC 分子結構則會延遲開花。我們認為FT 與受日夜週期波動調控之PC 結合並促進開花。
   
重要研究成果圖片 雙尾金魚開岔骨骼系統的起源

2014Nature communications

阿部玄武、李淑華、Mariann Chang、劉世傑、蔡欣原、太田欽也

雙尾金魚具有的左右側分岔尾骨系統,是一種會使尾骨構造發育機制大幅改變的突變。這種在自然界中實屬罕見的突變,很可能是從金魚被人類馴化過程中所保存下來的。然而,針對此型態特徵之分子發育機制的研究文獻,目前所知甚少。在我們的研究中發現,分岔尾骨是由於一種名為chordin 的基因突變所致,而chordin 是影響胚胎背腹軸發育的重要基因。歷史上第一次有雙尾金魚的記載是在明朝,大約是西元1596 年,換言之,這種經由人為選殖而對金魚背腹軸發育結構潛移默化的行為已存在近600 年了。
   
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人文社會科學組
重要研究成果圖片 《越界:緬甸雲南移民的故事》

Ithaca: Cornell Univeisity Press, 2014

張雯勤

奠基於長期多點的跨國田野研究,此書為國際上第一本緬甸境內與境外當代雲南移民研究的民族誌,作者採用敘事書寫方式,耙梳探索自1949 年以後雲南移民如何從中國西南逃難到緬甸,而部份移民又如何從緬甸再遷居到他國的歷史,以及他們所從事的跨境商貿活動。作者揭露在變動不安的時代際遇過程中,旅行移動是該移民群體開創生計與成功的基本要素;主要兩個被研究族群為雲南漢人與穆斯林。他們越境跨域往來於廣袤的地域(涵蓋雲南、緬甸、泰國、臺灣、香港、廣州等地),而在這個過程中,他們所跨越的不僅只是地理國度的疆界,同時也是社會地位、階級、傳統性別制約以及身體上的疆界。
   
重要研究成果圖片 〈美國總統權力的脆弱性〉

American Journal of Political Science 2014

邱訪義、Lawrence Rothenberg

美國總統的單邊行動(例如行政命令)普遍被認為是總統權力的表徵。然而,單邊行動是否可視為總統單邊主義的證明,或者是代表行政部門對其他行為者偏好上的屈服?為了回答此一問題,本文設立三個相互競爭的模型,每個模型各有不同的假定並推導出各自的假設;並且以項目回應模型(item-response model),測量1947 ? 2003 年每一行政命令的重要程度;最後使用測量結果及相關資料來檢驗這三個理論模型。如經驗分析結果所示,總統單邊行動顯然並不等同於總統權力,而國會中的政黨才是關鍵的影響因素。
   
重要研究成果圖片 〈低生育率是問題嗎?論人口老化、經濟依賴、消費水平〉

Science 2014

Ronald Lee、Andrew Mason、NTA Network 成員(包括董安琪)

許多國家都出現人口壽命延長且生育率低於“替換水準”(即每位婦女一生約生育2.1 個子女)的老化現象,而一般人皆認為人口老化將造成財政惡化與消費水準降低。我們利用全球 40 個國家之國民移轉帳創新資料作分析發現生育率高對舒緩國家財政最有利;若同時考量年齡結構對政府和家庭的影響,則當生育率接近替換水準時最有利於國民生活水平;若考量到勞動必須與資本搭配,而資本不是無成本的,則當生育率稍低於替換水準時,人均消費會達到最適水準。換言之,低生育率不利於國家財政,且過低的生育率也不利於國民消費,而微低於替代水準的生育率最有利於國民消費水平,人口政策應以此為目標。
   
重要研究成果圖片 《非驢非馬:醫療與中國現代性之爭》

Chicago: The University of Chicago Press 2014

雷祥麟

本書企圖回答一個具有深遠意義的歷史問題:傳統中醫如何在半個世紀之內,由現代性論者眼中的死敵而轉化為中國現代性(China's Modernity)最具體的象徵?不同於學界既有的通論,本書不以為中醫是傳統的殘骸,相反地,在二十世紀之中,中醫同步地參與了西醫與國家醫政體系突破性的發展過程,在體制上、知識論上、學理上、臨床實作上都經歷了巨大的轉化,從而促成了現代中醫的誕生。本書也不認為這個轉化過程完全是被政治史所決定的;現代中醫史有其自主的生命與理路,有時甚至反向地影響了中國現代性的辯論與國家醫政體制。
   
重要研究成果圖片 《南關里》

中央研究院歷史語言研究所 2015

臧振華、李匡悌、朱正宜及其它合作者

民國84年到民國99年,中央研究院歷史語言研究所之考古人員受臺南科學園區(簡稱「南科」)及其他開發單位之委託,在南科及其周邊執行考古調查,總共發現了58 處考古遺址,並在其中34 處進行了大規模的搶救性發掘。南關里遺址是所發掘34 處遺址中,年代最早的兩處遺址之一,出土大量文化遺物、生態遺留與遺跡,均屬於新石器時代早期大坌坑文化,年代大約距今5000 至4200 年之間,至為珍貴。本報告除了呈現南關里遺址的考古發現及其分析結果,並就南關里遺址之年代學、地理環境變遷、生計模式、聚落形態、生命禮儀及文化類緣關係等課題進行了討論。
   
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Last Update: 2016-11-03 12:25