理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    信號肽同步表達和易位對相鄰基因座位點運動的影響
    (2024) 任思嘉; Jen, Sze-Chia
    由於原核生物並沒有核膜將染色體包覆住,故在基因表達的過程中,染色體將有機會與細胞內膜產生互動。而關於染色體與細胞內膜互動的研究中,轉嵌現象(Transertion)是一個人們感興趣的議題。轉嵌現象意指原核生物在未有核膜阻隔下,膜蛋白基因表達時mRNA轉錄、肽鍊轉譯與蛋白質易位三件事同時發生的現象。目前已有許多間接證據說明三者同時發生的可行性,但仍無法完全證實該現象亦無法證實染色體育細胞膜間的物理連結。為了進一步證實轉嵌現象作用,我們選擇易於調控的乳糖操縱組作為膜蛋白樣品,並利用ParB-mCherry/parC2系統及TetR-YFP/tetO系統在膜蛋白上下游加入螢光標記,以觀察膜蛋白表達時對於周圍染色體基因座運動的影響。此外,我們想進一步探討不同嵌入途徑膜蛋白在轉嵌運動上的變化,故我們將乳糖操縱組中膜蛋白lacY序列替換成其他膜蛋白訊息序列進行實驗。最後,我們將膜蛋白序列與上下游標記放置於染色體不同結構域中進行觀察,以進一步估計單一膜蛋白產生之轉嵌現象對於染色體整體組織的影響。我們的結果顯示染色體在類核各處結構域中的運動皆屬於碎形布朗運動。關於嵌入途徑對轉嵌現象的影響,相當遺憾的我們並未觀察到明顯的差距,其原因可能在於我們對於膜蛋白基因的處理,僅選擇訊息序列可能並不足以產生足夠明顯的轉嵌現象。而針對不同結構域的實驗,我們發現位於類核較外側的Ori-MD相較於其他結構域可以觀察到更明顯的轉嵌現象作用變化,且同一個結構域中,不同位點之間並未觀察的明顯分類。因此我們推測對於轉嵌現象而言,其所處位置的局部結構可能會對運動影響更大,且單一膜蛋白轉嵌現象所能產生的作用有限,因此當膜蛋白位於類核內側時,轉嵌現象的結構便可能受到染色體組織限制。
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    基因表現對細菌基因位點的動態行為及相鄰核醣核酸聚合酶空間分布的影響
    (2020) 鄧安祐; Teng, An-Yu
    染色體的組織和基因表現之間存在著一定的關聯性,然而,對於原核細胞來說,基因表現具體是如何影響染色體組織,依舊是一個需要進行更多實驗驗證與討論的問題。其中,轉錄作用對染色體的組織更是扮演了一個相當重要的角色。轉錄工廠(transcription factories)便是在探討轉錄作用與染色體組織的課題之一。轉錄工廠的現象是指旺盛的轉錄行為可能會發生在細胞內部幾個離散的區域當中,RNA聚合酶(RNA polymerase)和其他的轉錄因子(transcription factors),以及被旺盛表達的基因會一同聚集在「工廠」,藉此達到最高的轉錄效率。然而在原核細胞當中我們無法以現有的螢光顯微術,直接觀察到這麼微小的結構。只能以各種旁敲側擊的實驗來印證轉錄工廠的存在。而從前人的驗證實驗當中,卻也一直都缺乏同時記錄基因與RNA聚合酶的位置資訊。   為此在本次實驗中,會以TetR-YFP/tetO的螢光抑制操作系統標定目標基因,並用單分子定位顯微(single-molecule localization microscopy)觀察由PAmCherry標定的RNA聚合酶,藉此同時得到基因位點與RNA聚合酶在細胞中的位置。之後再進一步分析RNA聚合酶的群聚行為,並探討基因表現旺盛與否,基因位點周圍RNA聚合酶的群聚現象。也藉由TetR-YFP/tetO和LacI-mScarlet/lacO標定目標基因的上下游,觀察基因表現對於染色體運動行為產生的影響。   而從結果可以看出,RNA聚合酶的分布,相較於基因表現的旺盛程度,可能更容易受到染色體的結構而影響。從軌跡追蹤實驗中,發現基因的表現的確會對基因位點的運動造成差異,然而這些差異似乎還是主要源自於類核自身的結構,這個結果與前一部分的實驗結果相互印證。而我們從擬合出軌跡互相關函數得到的DNA表觀尺寸也可以初步知道,致使基因位點關聯性下降的原因,有可能是因為染色體的聚集,使DNA產生糾纏,因此增加了傳遞的困難。