台工會募款會邀李文雄院士主講

達拉斯台灣工程師協會於四月十九日舉辦一年一度的獎學金募款，

台工會特別邀請台灣中央研究院院士李文雄博士向與會同鄉專題演講。募

款會由會長陳隆豐主持，台工會獎學金負責人詹文聲介紹台工會獎學金成

立背景，目的為獎勵德州出生的台美子弟及台灣來美就讀於德州學校的大

李文雄院士

專與研究學生，期望他們所學將來能對台灣有所助益。台工會希望能在

2010年時達到維持五萬元的獎學金的基礎目標。

李文雄院士係美國布朗大學應用數學博士，享有全球分子演化學術界崇高聲譽。1998年當選中央研究院院士，2003年同時獲得美國國家科學院(National Academy of Sciences)院士之最高學術榮譽，以及相當於基因演化界諾貝爾獎的義大利「巴仁(Balzan)科學暨藝術獎」。李文雄院士於2003年任中央研究院生化資訊主任，2008年任中央研究院生化拓展研究中心(Biodiversity Research Center)主任。

李文雄院士特以「Doing Science and Education in Taiwan」為題與同鄉分享他在台的研究工作與經驗，李院士指出台灣基礎科學的研究面臨斷層問題，台灣父母花很多錢栽培子女，不過都是應付考試，學生不夠積極主動，加上台灣生活水準已高，學生出國深造意願不高。就以李院士的專業領域來說，很難找到合適的學生，其領域需要生物、電腦與數學三種背景，學數學的對生物沒興趣，學生物的怕數學，學電腦的都進入IT領域，沒人要進入費時久賺錢少的基礎科學研究。

李院士接下來為大家介紹當今最熱門的「生質能 (Biofuel)」在台灣的研究。由於石油需求量大增，以往石油輸出國例如印尼已經變成輸入國，而對美國第二石油輸出的墨西哥，也很可能在五年內變成輸入國，這是種能源危機的景象。能源可分為石油、煤炭、核能、天然氣、水利發電以及新興的生質能源。2006年統計資料顯示台灣能源的利用為51.1%石油、32.8%煤炭、7.5%核能、7.3%天然氣、1.3%水利發電，由於太依賴石油與煤炭，台灣人口雖佔世界人口0.35%但二氧化碳 (CO2)的排放量卻佔了1%；從1990年至2004年二氧化碳的排放率增加了108.3％；年平均增加7.7％ 。這種增加率，不可不警惕。

為減少碳及其他溫室氣體排放量，沒選擇的能源政策應分三個大方向:

• 「無碳」能源 ：核能發電 、風力、太陽能
• 「低碳」能源 ：天然氣取代高碳之煤炭及石油
• 「可再生性」 能源：生質能源

高油價將提昇「替代能源」，在價格上之競爭力進而帶動『再生能源』的供給增加。生質能是將生物質(biomass)換為酒精(ethanol) ，其主要步驟包括:

• 從原料(feedstock)轉換至纖維素(cellulose)與半纖維素(hemicellulose)
• 從纖維素與半纖維素 轉換至醣類(sugar)
• 從醣類轉換至乙醇(酒精ethanol)

從纖維素與半纖維素 轉換至醣類需要三個基本酵素:

• 內切型纖維素酶 (Endoglucanase) 內切酶會切斷內部鍵結，以破壞纖維素的構造，而顯出每一個纖維素的多醣鏈
• 外切型纖維素酶 (Exoglucanase) 這類纖維素酶會從已被內切酶切斷的纖維兩端，繼續切斷到2-4個單位，產生四醣或雙醣 (纖維性雙糖)。
• 雙醣水解酶 (Beta-glucosidase/Cellobiase) 雙醣水解酶會將纖維性雙糖水解成為單醣

現今作為生質能的原料包括大豆、玉米、甘蔗等，不過這些能源也是糧食，大量使用為生質能原料會引起糧食不足，這是我門應特別注意的地方，須另覓成本低廉的原料或資源。植物的組成大部分是細胞壁，成分與組成比例因物種而異包含40-50%的纖維素、20-30%的半纖維素，以及20-30%的木質素(Lignin)。關鍵步驟在於將半纖維素分解成木糖 (xylose)和 將纖維素分解成葡萄糖(glucose) ；今日的競爭在於發展利用纖維素和半纖維素來生產酒精的技術以及覓得適當原料。台灣農民培育的狼尾草(Napier Grass)成分為10%蛋白質、10%碳水化合物、8%醣類、10 至12%的木質素、60 至62%的纖維素與半纖維素，由於狼尾草主要用途為牛飼料，蛋白質與碳水化合物含量較高，要以其為生質能原料，必須培植高產能、高纖維素含量的狼尾草，以降低成本。同時迫切需要尋找更強而有力的纖維素酶，能將纖維素分解成為葡萄糖。要覓得好的纖維素酶，可以從稻草堆肥等附著的微生物，或者從白蟻、蚱蜢、牛等的腸胃道中找出微生物。假設此種微生物找到了，就可以用生物科技找纖維素酶。其方法可分為

• 傳統策略: 嘗試將酵素分離出來。將一小段酵素定序，並且運用氨基酸序列來設計PCR引子，從生物的基因體中將該基因篩選出來。或者以氨基酸序列為模版，設計雜交探針。藉由雜交作用將基因從cDNA基因庫選殖出來。
• 基因體策略：將基因體定序，並解讀該基因組。運用其他已知的基因體，特別是相近緣的基因體，進行鑑定。從已標記的基因著手，看看是否有被解讀為纖維素酶的基因。如果是，盡量找出可能的基因來測試是否真正具有高活性的纖維素酶。

李院士以DNA微陣列(Microarray生物晶片)為工具，用纖維素或稻草粉培養微生物，萃取出RNA當模板來產生cDNA。將cDNA與晶片上探針混合進行雜交，觀察哪些纖維素酶基因表現量高。希望能找出更強而有力的纖維素酶。李院士指出台灣由於土地小，能源生產受限，必須拼科技(technology) ，專注於必須培殖高產能、高纖維素含量的狼尾草與尋找更強而有力的纖維素酶，才能在生質能的開發上佔有一席之位。

李院士講完後一一回答同鄉的發問，並接受會長陳隆豐致贈的紀念品。大會在獎學金負責人詹文聲宣佈共募得一萬兩千多元後圓滿結束。