#生醫碎碎念 #訊息傳遞路徑 #MAPK_pathway #
【MAPK 信息通路的 3D 動畫】
我們身體裡的細胞除了維持內在環境的平衡，也和外界刺激有頻繁的互動；這些互動常常是由荷爾蒙、細胞外基質、或是神經傳導物質與細胞上的受體結合，產生一整串複雜的生化反應，最後改變細胞的行為——「細胞信息傳遞」是生理和藥理的基礎，大家或多或少都在課本上讀過，但是將一整條信息通路畫成精彩又真實的 3D 動畫，你看過嗎？
MAPK (mitogen-activated protein kinase)，中文譯名為「絲裂原活化蛋白激酶」，掌管細胞裡多種基本生物程序，對於細胞增生、分化、移動、存活或凋亡特別重要，因此從事癌症研究的朋友都會對這一類的信息通路特別熟！
這個動畫中描繪的表皮生長因子（EGF, epidermal growth factor）通路，是最典型的受體酪胺酸激酶（receptor tyrosine kinase）和 MAPK 通路之一：
小型蛋白 EGF 是刺激細胞存活和生長的因子，它在細胞外液遊蕩，找到了並結合自己最喜歡的受體：表皮生長因子受體（EGFR）。這個受體有一隻滑稽的腳腳，原來是受體酪胺酸激酶這個家族的特徵，有激酶的功能；它被 EGF 刺激到之後，與另外一個受體酪胺酸激酶 HER2 形成二聚體，兩個受體比雙胞胎更有默契、感情更好，兩隻腳腳晃來晃去之間，運用自己的激酶功能幫對方貼上磷酸標籤，這時 MAPK 通路的分子派對才剛剛開始！
這些閃亮亮的磷酸吸引了一群蛋白質好友來排隊：首先報到的 GRB2 把來自細胞外的信息傳給細胞內的可溶性蛋白們，例如 SOS。SOS 很花心，輪流和很多個小 GTP 酶蛋白 Ras 跳舞，讓信號被放大、擴散，跳著舞的 Ras 精神振奮，將 GDP 換成高能量的 GTP，一路沿著細胞膜離原來的受體越跳越遠。
Raf 看到了跳舞的 Ras 也很想加入，但是它的身邊有兩個 14-3-3 像嚴格的父母一樣死死地盯著、壓著自己（14-3-3 是我見過名字最奇怪的蛋白質之一，居然是它在色譜層析的溶析部份和在凝膠電泳裡移動的位置，會不會取得太隨便了點？）。
好不容易甩掉 14-3-3 的 Raf，終於可以一展身手，改變自己的形狀與 Ras 結合，很多對 Ras-Raf 聚在舞池當中放閃，吸引其他蛋白質的注意；但是只甩掉 14-3-3 還有與 Ras 結合是不足以激活 Raf 的，因此 Raf 的好朋友 SRC 遞給它一個磷酸，這個磷酸化比能量飲料還有效，興奮的 Raf 將信息傳給了更多細胞內的蛋白質，例如 MEK 和 ERK（這些蛋白質之間的互動都有各種熱心的支架蛋白【scaffold proteins】幫忙拉進彼此距離、增加效率）。
不同於以上的其他蛋白，ERK 有一個重要的使命，被激活的 ERK 獨自踏上了細胞核之旅，路過細胞骨架、穿越形狀詭異的核孔門關，直到把信息傳給住在細胞核內的 MYC 才算完成了它的任務。MYC 是一個很厲害的轉錄因子（transcription factor），負責轉錄多達 15% 的基因！原來 ERK 傳遞給 MYC 的是一面免死金牌，使它免於被蛋白酶體（proteasomes）像碎紙機一樣快速分解消化掉。
MYC 與好基友 MAX 形成雙聚體，成剪刀形坐在特定的 DNA 序列上，它們的工作是召喚組蛋白乙醯化酶（histone acetyltransferase），在組蛋白上加上乙醯；因為 DNA 本身就帶有負電荷，也帶負電的乙醯使 DNA 與組蛋白分離，讓細胞核內的轉錄分子機器可以接近 DNA、開始表現這些基因。MYC-MAX 還有另外一招可以影響 DNA 的表現：和構造相似的 MAD-MAX 雙聚體結合，形成雙雙聚體，交叉聯結兩段 DNA。
透過這些非常複雜的細胞信息傳遞通路，小小的細胞外蛋白質 EGF 就足以啟動一整個系統的分子機器，把細胞搞得很忙，改變了整個細胞的基因表現模式，進而調節細胞的生長和行為。這條信息通路出問題可能會導致細胞異常增生，也就是癌症，難怪有史以來 MAPK 通路一直是癌症治療和藥物研發的研究重點！
現在可以觀賞這麼精美的動畫學生物學真是幸福，比死背課本上描述細胞信息傳遞的枯燥文字例如 Gs -> adenylyl cyclase -> cAMP -> PKA -> CREB 生動有趣多了，也更容易記住，真希望以前修生化和藥理學時，所有主要的信息通道都有這樣的動畫！
在修神經生理和藥理學時，我初嚐細胞信息傳遞的複雜，複雜到一位神經生理學教授說簡直是「惡夢的網路（web of nightmare）」，我問藥理學教授 Dr. Dana Selley：「細胞隨時都接收到一大堆不同的信號分子，細胞內的信息傳遞系統又那麼複雜，細胞怎麼不會搞糊塗了呢？」
Dr. Dana Selley 笑著回答：「會呀，那就叫病理現象（pathology）！」
【MAPK 信息通路的 3D 動畫】
我們身體裡的細胞除了維持內在環境的平衡，也和外界刺激有頻繁的互動；這些互動常常是由荷爾蒙、細胞外基質、或是神經傳導物質與細胞上的受體結合，產生一整串複雜的生化反應，最後改變細胞的行為——「細胞信息傳遞」是生理和藥理的基礎，大家或多或少都在課本上讀過，但是將一整條信息通路畫成精彩又真實的 3D 動畫，你看過嗎？
MAPK (mitogen-activated protein kinase)，中文譯名為「絲裂原活化蛋白激酶」，掌管細胞裡多種基本生物程序，對於細胞增生、分化、移動、存活或凋亡特別重要，因此從事癌症研究的朋友都會對這一類的信息通路特別熟！
這個動畫中描繪的表皮生長因子（EGF, epidermal growth factor）通路，是最典型的受體酪胺酸激酶（receptor tyrosine kinase）和 MAPK 通路之一：
小型蛋白 EGF 是刺激細胞存活和生長的因子，它在細胞外液遊蕩，找到了並結合自己最喜歡的受體：表皮生長因子受體（EGFR）。這個受體有一隻滑稽的腳腳，原來是受體酪胺酸激酶這個家族的特徵，有激酶的功能；它被 EGF 刺激到之後，與另外一個受體酪胺酸激酶 HER2 形成二聚體，兩個受體比雙胞胎更有默契、感情更好，兩隻腳腳晃來晃去之間，運用自己的激酶功能幫對方貼上磷酸標籤，這時 MAPK 通路的分子派對才剛剛開始！
這些閃亮亮的磷酸吸引了一群蛋白質好友來排隊：首先報到的 GRB2 把來自細胞外的信息傳給細胞內的可溶性蛋白們，例如 SOS。SOS 很花心，輪流和很多個小 GTP 酶蛋白 Ras 跳舞，讓信號被放大、擴散，跳著舞的 Ras 精神振奮，將 GDP 換成高能量的 GTP，一路沿著細胞膜離原來的受體越跳越遠。
Raf 看到了跳舞的 Ras 也很想加入，但是它的身邊有兩個 14-3-3 像嚴格的父母一樣死死地盯著、壓著自己（14-3-3 是我見過名字最奇怪的蛋白質之一，居然是它在色譜層析的溶析部份和在凝膠電泳裡移動的位置，會不會取得太隨便了點？）。
好不容易甩掉 14-3-3 的 Raf，終於可以一展身手，改變自己的形狀與 Ras 結合，很多對 Ras-Raf 聚在舞池當中放閃，吸引其他蛋白質的注意；但是只甩掉 14-3-3 還有與 Ras 結合是不足以激活 Raf 的，因此 Raf 的好朋友 SRC 遞給它一個磷酸，這個磷酸化比能量飲料還有效，興奮的 Raf 將信息傳給了更多細胞內的蛋白質，例如 MEK 和 ERK（這些蛋白質之間的互動都有各種熱心的支架蛋白【scaffold proteins】幫忙拉進彼此距離、增加效率）。
不同於以上的其他蛋白，ERK 有一個重要的使命，被激活的 ERK 獨自踏上了細胞核之旅，路過細胞骨架、穿越形狀詭異的核孔門關，直到把信息傳給住在細胞核內的 MYC 才算完成了它的任務。MYC 是一個很厲害的轉錄因子（transcription factor），負責轉錄多達 15% 的基因！原來 ERK 傳遞給 MYC 的是一面免死金牌，使它免於被蛋白酶體（proteasomes）像碎紙機一樣快速分解消化掉。 MYC 與好基友 MAX 形成雙聚體，成剪刀形坐在特定的 DNA 序列上，它們的工作是召喚組蛋白乙醯化酶（histone acetyltransferase），在組蛋白上加上乙醯；因為 DNA 本身就帶有負電荷，也帶負電的乙醯使 DNA 與組蛋白分離，讓細胞核內的轉錄分子機器可以接近 DNA、開始表現這些基因。MYC-MAX 還有另外一招可以影響 DNA 的表現：和構造相似的 MAD-MAX 雙聚體結合，形成雙雙聚體，交叉聯結兩段 DNA。
透過這些非常複雜的細胞信息傳遞通路，小小的細胞外蛋白質 EGF 就足以啟動一整個系統的分子機器，把細胞搞得很忙，改變了整個細胞的基因表現模式，進而調節細胞的生長和行為。這條信息通路出問題可能會導致細胞異常增生，也就是癌症，難怪有史以來 MAPK 通路一直是癌症治療和藥物研發的研究重點！
現在可以觀賞這麼精美的動畫學生物學真是幸福，比死背課本上描述細胞信息傳遞的枯燥文字例如 Gs -> adenylyl cyclase -> cAMP -> PKA -> CREB 生動有趣多了，也更容易記住，真希望以前修生化和藥理學時，所有主要的信息通道都有這樣的動畫！
在修神經生理和藥理學時，我初嚐細胞信息傳遞的複雜，複雜到一位神經生理學教授說簡直是「惡夢的網路（web of nightmare）」，我問藥理學教授 Dr. Dana Selley：「細胞隨時都接收到一大堆不同的信號分子，細胞內的信息傳遞系統又那麼複雜，細胞怎麼不會搞糊塗了呢？」
Dr. Dana Selley 笑著回答：「會呀，那就叫病理現象（pathology）！」
《歡迎使用臉書直接分享此文章，但如果想轉貼或刊登其他網站、報紙、書籍、媒體等，需經過作者陳昱慈（Rita Chen）本人同意，切勿侵害著作權。》
The Molecular Interactions of the MAPK Pathway
pathway課本 在 [分享]104年公費留考面試（植物科技學) - 看板studyabroad 的必吃
初試成績
國文作文(20%) 73.00
植物生理學(40%) 49.00
植物科技學(40%) 85.00
筆試總成績: 68.20
最低錄取成績: 67.60
(A) 筆試前準備:
參考書目:Plant Physiology, Fourth edition, Lincoln Taiz and Eduardo Zeiger
1. 國文科: 既然是考國文作文，唯一的練習(?)就是去書局買了藍筆跟修正帶替換內芯，
試寫幾個字，結束這個回合！
(相信可能會來考這個科目的朋友應該都有在準備外文考試，我自己唯一有想的對策就是
用論說文筆法，然後以準備托福的文章思路去寫:大綱->自己意見->舉例->結尾)
2. 植物生理學: 最初的雄心壯志是把那本教科書看完。不過失敗了。囧
我的建議是：先把普生的植物部分翻完。把自已專長以外的知識補回來。其實如果就本
次出題方向來說，這樣已經可以拿到不少分數了。
接下來才是去翻植物生理學課本。仔細分析會發現植物生理學課本很大的篇幅是生物化學+
分子生物學組成的。很功利的去猜題邏輯會是:
(a) 完整的生化pathway: 不可能考，除非出題老師要保誰上去。
(b) 分子生物學:詳細的基因跟pathway名稱不可能考，除非出題老師要保誰上去。
如果出題老師要保誰上去這個前提為真，除非把整本背下來，那花時間在跟未知的敵人周
旋，不如好好念幾個有興趣教授的paper。申請機會還比較大。
所以如果該前提為不成立的。那就是除了普生植物範圍以外，補上:
(a) 光合作用。除了生化pathway以外補上生理及生態部分的實驗。
(b) 細胞壁的部分。聽說最近生質能源有點火熱。
(c) 植物防禦部分。例如茉莉酸。
(d) 植物和其他生物的互動。例如根瘤菌。
(e) 次級代謝物。
(f) 其它自己感興趣的部分。
不過小弟把技能點數主要都拿去點在(f)選項了，所以其實植物生理學這科目分數是不達
預期的。(默)
不過正經一下，點(f)選項收益其實還是很大。以前還沒進實驗室時，念植物生理課本會
有點小OS:重點就是在標題跟pathway卡通圖。(加上上課老師投影片。)那些滿滿的基因名
稱好囉嗦...
BUT!進實驗室後再來看這些文章，就會發現其實這本課本包含了很多研究的思路進去。另
外，如果分生領域的研究上跨到自己不熟的研究題材時，也可以快速的提供一些想法跟方
向。之後再看review就會上手的更快。
(小弟不才...現在才發現我誤會這本書很久了阿~~~~唔，還有浪費老闆時間很多啊~~)
植物科技學就結果論其實我準備方向完全錯誤。
因為考試完我有又考了一次植物生理學的感覺。
不過還是分享一下準備了什麼。畢竟這個科目名稱下放什麼都有可能啊!
一開始看到這個科目完全沒頭緒。所以就猜說可能是跟植物相關的科技。(廢話)
我就把Molecular Cloning拿出來......拿去壓泡麵(住手阿紙碗會扁掉的)
言歸正傳，準備的有：
Transformation(農桿菌等方法)
Reverse and forward genetics
NGS
Chlorophyll fluorescence (F0,Fm,Fv那些)
順便複習了幾個常用的分生技術原理。
本來想把植物生理學實驗的講義瞄一下，但是找不到。如果自己有下大學實驗課筆記的朋
友或許可以翻一下。
在幸運地通過筆試之後，面試的準備如下：
先去PTT留學版爬文。
...發現生物領域的經驗文不多...
不過集結了其他文章，我的準備是:
自我介紹(中英文)
未來想做的題目
一些常見問題，例如:為什麼要選擇出國?出國的好處?未來想念的領域可以對台灣有什麼
幫助?學成會歸國嗎?自身做研究的優缺點?...
因為以下的問題有些跟我想念的東西有關，所以先來前情提要好了。
-我當時已連絡上三位教授。兩位有當面討論過、一位有skype討論過。參加過其中一位的
lab meeting。
-我本身是在分生的實驗室，以操作蛋白質為主。
-但我想念的是evolutionary genetic and genomics。因為我覺得現在大數據累積的資訊
若要有效的利用，evolution可能可以提供很多想法跟研究方向。也可能是模式植物和經
濟作物的橋樑。
-當時有一篇paper正在發，但還沒發出去。所以只有碩士論文。
-很疑惑為什麼香吉士很久沒有戲份了(被拖走)
(以上資訊為超簡化版本)
口試當天不免俗的先被要求介紹自己跟自己的目標。(沒有特別被限制時間，我講3 min上
下)
被問的問題:
1. 你已知台灣學術界的不足點是?
2. 你已經聯絡上三位老師了，那請簡述那三位老師研究的內容。
(這題出題老師是用英文問，英文回答。回答前我還問"Should I answer in English?就
被笑了QQ)
3. 這三位老師聽起來研究差異很大，這些研究和植物生理有關嗎?
4. 你留學的規劃是? 課餘時間會拿來做什麼?
5. 留學可能會遇到的問題以及解決方法?
6. 你念完會回來嗎?未來希望可以為台灣帶來什麼?
7. 你還有問題嗎?
(2016.01.18附上面試成績)
面試成績: 87.8
謝謝各位耐心看完。
希望把那些穿插在中間的廢話刪掉後對大家還是有幫助！
也希望大家求學路上一切順利!
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 140.109.32.9
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/studyabroad/M.1452784225.A.C2C.html
※ 編輯: loubya (140.109.32.9), 01/14/2016 23:14:56
... <看更多>