▲清華分醫所特聘教授林玉俊（中）帶領研究助理陳筱奇（右）、碩士生曾能杰（左），開發細胞運輸定身術「鉚釘系統」。(圖/記者蔣彤雲攝)
【亞太新聞網/記者蔣彤雲/新竹報導】
清華大學分子醫學所特聘教授林玉俊領導的研究團隊近日成功研發「鉚釘系統」（RIVET），鉚釘系統如同細胞運輸定身術，只要透過光照，就可以在幾秒鐘內讓細胞內特定的運輸泡泡如同被「點穴」一樣，瞬間暫停不動。
人體細胞的運作方式就像一座城市，必須透過精密的運輸系統，將各種物質送到正確的位置，然因運輸速度太快，常為研究它的科學家製造了很大的難題，林玉俊教授領導的研究團隊為克服此一難題，成功研發出一套「鉚釘系統」，透過光照可以在幾秒鐘內讓細胞內特定的運輸泡泡瞬間暫停不動。
▲林玉俊研究團隊使用特定波長的藍光控制細胞內的運輸系統。(圖/記者蔣彤雲攝)
研究團隊在實驗動物身上驗證這項技術，從顯微鏡中可以觀察到，原本不停蠕動的線蟲在被特定波長的藍光照射後，因細胞內負責傳遞神經訊息的突觸泡泡被暫停，竟如電影《哈利波特》中被下了定身咒一樣，一動也不動，一旦關閉光源，線蟲又如解除咒語一樣恢復蠕動，顯示這項技術可以精準且可逆的控制神經系統的運作。
林玉俊教授指出，這項突破不僅能幫助科學家更深入了解生命的運作機制，也可以控制胰島素的分泌、營養吸收、神經傳導、甚至病毒入侵，為多種疾病的治療帶來新希望，此一「鉚釘系統」曾經登上頂尖期刊《先進科學》（Advanced Science）。
生命的運作必須仰賴細胞來運輸各種物質，成千上萬不同的運輸泡泡奔馳在如省道、國道等不同的軌道上，好比複雜又精密的物流系統，但這些物質如何正確地送往目的地，林玉俊教授說，細胞會將要運送的營養、荷爾蒙等物質，用如同一個個小泡泡的細胞胞囊包覆起來，然後讓運動蛋白帶著這些泡泡沿著細胞「微管」這條天然的高速公路，運送到正確的目的地。
林玉俊說，細胞內的運輸速度很驚人，如果將運輸泡泡放大成一輛汽車，它行駛的速度可達時速700公里，比高鐵還快，而開發的鉚釘系統就如同車輛的急煞系統，可以在15秒內就讓運輸泡泡完全停下來。
林教授表示，過去研究細胞內的運輸系統時，要讓它暫停下來以便觀察，必須抽離或是抑制運輸泡泡的相關分子，需要3天時間，效率低，但是研究團隊開發的鉚釘系統解決了這個問題，它以基改方式在特定的運輸泡泡及微管上產生不同的「生物膠水」，在特定波長的藍光照射下，泡泡與軌道就會像AB膠一樣黏合起來，暫停不動
。
▲顯微鏡下的線蟲在藍光照射下，瞬間定住不動；關閉光源又都動了起來。(圖/記者蔣彤雲攝)
林玉俊強調，控制細胞運輸系統除了使用光照外，也可以使用化學藥劑，但加藥後很難清除，無法隨意啟動和停止，相較之下，光照方式更理想，打光照誰，誰就停，關掉藍光又動起來，就像有開關一樣靈活。
▲顯微鏡下的細胞影像。綠色的運輸泡泡沿著藍色的微管運送物質，中央紅色為細胞核。(圖/記者蔣彤雲攝)
這項技術的發現其實來自一個意外，林玉俊指導分醫所碩士生陳筱奇做研究時，發現原本設計的對照組出現了不符合預期的現象，但研究團隊轉個念頭，反而將意外發揚光大。
林玉俊身為生醫科學家，認為如果我們能隨意控制細胞，就不會有疾病，也不用吃藥，這是林玉俊的大願，事實上，他領導的團隊在研發出鉚釘系統後，也應用在不少研究上，如新冠肺炎病毒就是靠ACE2泡泡進入人體內，林玉俊研究團隊已成功利用鉚釘系統關閉ACE2泡泡的運輸，來阻擋病毒入侵。
除了控制線蟲的細胞運輸，鉚釘系統也可以用來控制果蠅、老鼠等實驗動物。更重要的是，林玉俊團隊發現，老化也與細胞內運輸功能習習相關，如果能控制細胞運輸，將為老化相關疾病、病毒感染、神經疾病的治療帶來新的研究方向。
