- 研究
細胞如何藉由在空間和時間上接收到的外來訊息，來決定它們的下一步，例如生長、死亡或分化呢？我們使用系統生物學與合成生物學研究法，來探尋癌症與神經細胞行為決定的重要密碼與其調節原理（如振盪器、開關和觸發波）。本實驗室尤其著重在量化研究法的開發與應用，例如：單細胞動態顯微攝影、蛋白質與代謝體整合、以及動態系統數值模擬。我們的終極目標是希望能夠獲得對細胞行為決定的系統性理解，以便預測和控制細胞行為，從而更好地設計針對人類疾病（如癌症和神經退行性疾病）的治療策略。
細胞也會思考嗎？單細胞系統生物學
細胞行為的調控是一個基礎而未解的謎。我們提出一個假說，認為細胞內某些訊息分子的動態，代表了細胞的『思考』。如果能解構他們的思考過程，我們就有機會預測並控制細胞的行為。為了驗證這個假說，我們使用顯微鏡，長時間地觀察單一細胞的行為，以及細胞內訊息分子隨時間改變的動態。我們想知道知道細胞在想什麼，並希望能進一步控制它們的行為決定。（點這看人類RPE細胞的生長行為）。
訊息分子是如何跳著舞呢？訊息分子的動態變化
訊息分子在細胞裡，呈現在時間與空間上的動態（點這看p53在伽馬射線照射後，單細胞裡的震盪）。這些動態是如何藉由訊息分子間的互動而湧現呢？這些動態又有哪些功能呢？我們想藉由解構訊息動態在分子層次的調控邏輯，來瞭解這些訊息分子動態是如何演化生成的。
癌症細胞如何面對飢餓？癌症代謝療法
癌症細胞在代謝上，與一般的細胞不同。這使得它們對一些代謝刺激較於敏感，譬如說在某些氨基酸或是生長因子缺乏的情況下，癌症細胞特別容易死亡。我們想要探究癌症細胞對各種飢餓狀態的反應。進一步，想要瞭解飢餓對人體免疫系統對抗癌症細胞的影響。點這看自然殺手細胞如何殺死乳癌細胞。
如何設計個人化的癌症療法？系統藥物動態學
細胞是動態的系統。在給予癌細胞抗癌藥物之後，它們會隨著時間改變狀態。我們想要知道如何利用對癌細胞動態的掌握，來設計個人化的癌症最佳療法。因此，我們想（一）瞭解複合式標靶藥物的最佳化，（二）系統性的篩檢在時間與順序上，合適的藥物結合，（三）結合基因體、蛋白質體與代謝體的資訊，來尋找新的藥物標的。點這看兩個p53活化藥物隨著時間與劑量改變的複合藥效。
實驗室成員
科學戰將 (癌症/表觀遺傳) fengshu0430@gmail.com
雖然大部分時候結果都不是如自己所預測，
一直到現在還是會為了實驗結果，
驗證了自己的假說而開心不已！
最想做的事情，是做有意義的研究，說一個好故事，
期許自己的發現在不遠的未來能幫助別人。
吳嘉洲科學戰將 (生物/電機) ccwu19@gate.sinica.edu.tw
平凡的出身，有一點不那麼平凡的求學過程，再加上很多人的大力支持，
跟些微的運氣，造就現在的我。
目前有興趣的是將理論應用到生物系統上，也想要知道這個方法的極限在哪裡。
許美安科學戰士（生物/免疫）annmikaela.co@gmail.com
臺灣國際博士學程 分生與細胞
Mika was born and raised in Manila, Philippines. She recently graduated from the University of the Philippines with a Bachelor’s degree in Molecular Biology and Biotechnology. She is immensely interested in the workings of the immune system, and for her undergraduate research, she studied the T cell response against a candidate vaccine antigen against malaria. Currently, she is looking into how key players in the immune response, metabolism, and DNA damage response interact upon exposure of normal and cancer cells to genotoxic compounds.
大學部科學尖兵 -（醫學/資訊）b04401068@ntu.edu.tw
科技部大專生計畫
《莊子》：「吾生也有涯，而知也無涯。以有涯隨無涯，殆已。」應是樂也而非殆已!
科學戰士 -（生化）hannahkatrinaco@gmail.com
臺灣國際博士學程 分生與細胞
我夢想著一個世界，
每個人都可以獲得知識，靈感和生活中美好的事物。
科學戰士 -（生物/生資）chengjenhao@gate.sinica.edu.tw
臺大/中研院 基因體與系統生物學學位學程
從小居住各地體會到世界處處透著不同，學習生物後更發現大自然裡無奇不有。喜歡深入分析、過度解讀週遭一切事物，更喜歡將五四三的科學知識ㄧ股腦地用到日常生活中，也期許自己能更紮實地運用這份興趣做出有趣的研究。
科學戰士 -（生醫/癌症）vivi50622@gmail.com
一個微小的發現，卻賦予生命存在的意義。--- 這是成就我從事科學研究的最大動力。
科學戰士 -（生物/系統生物）duy.nguyenpm98@gmail.com
我相信事情的發生是有原因的。 由於這些原因而進行的探索，讓我對科學如此地着迷。
我希望通過我的發現幫助其他人，為世界的科學進步做出貢獻。
單細胞觀察家(光學/靈感)
Elipse Ti LCD
自日本出生，
在台灣長大。
張大眼睛，
看生命！
- 文章發表
Functional buffering via cell-specific gene expression promotes tissue homeostasis and cancer robustness. Scientific Reports. 2022 Feb 22;12(1):2974.
CEBU (Cell-specific Expression BUffering): Cell-specific gene expression can promote functional buffering for tissue homeostasis and cancer robustness.
Multistability maintains redox homeostasis in human cells. Molecular Systems Biology, 2021 October 6;17:e10480
Multistability: In-silico modeling of a nutrient-redox network and single-cell measurements of ROS demonstrate that ROS dynamics follow a bistable response to glucose deprivation in human cells.
Inferring leading interactions in the p53/Mdm2/Mdmx circuit through live-cell imaging and modeling. Cell Syst. 2019 Dec 18;9(6):548-558Biological oscillator: p53/Mdm2 acts as an autonomous oscillator that is suppressed by Mdmx in proliferating cells.
Two is better than one; toward a rational design of combinatorial therapy. Curr Opin Struct Biol, 2016 Aug 10;41:145-150.
Drug combinations: A review paper on the emerging trend of using the dynamics of biological systems for the rational design of combinatorial therapy. Specifically, we focus how to leverage three properties of signaling networks including 1. single-cell signaling dynamics; 2. signal adaptation and 3. crosstalk among signaling pathways for the rational design of drug combinations.
Schedule-dependent interaction between anticancer treatments. Science, 2016 Mar 11;351(6278):1204-8.
Single-cell dynamics: We showed how single cell approach reveals unexpected p53 dynamics and how to use these dynamics to guide the design of time-dependent cancer therapy. This work was featured in Harvard Medical School News, Xinhua News, le monde fr and Wiezmann.
Incoherent feed-forward regulatory logic underpinning glucocorticoid receptor action. Proc. Natl Acad Sci U S A, 2013 Jan 29;110(5):1964-9.Transcriptional dynamics: Here we identified the regulatory logic underlying a pulsatile transcriptional activity of glucocorticoid receptor (GR) using systematic and quantitative perturbations of the GR transcriptional system.
A proteome-wide analysis of kinase-substrate network in the DNA damage response. J Biol Chem, 2010 Apr 23;285(17):12803-12.
Phospho-proteomics: Kinase-substrate network of the DNA damage checkpoint was mapped using quantitative phospho-proteomics.
Reconstitution of Rad53 activation by Mec1 through adaptor protein Mrc1. J Biol Chem, 2009 Jul 10;284(28):18593-604.
Enzyme kinetics: The DNA damage checkpoint signaling cascade was firstly reconstituted for identifying molecular mechanisms for checkpoint kinase activation.
