講題 (Title) 固醇的生與死: 固醇在微生物-寄主交互作用所扮演的重要角色
演講者 (Invited Speaker) 江殷儒 副研究員 中央研究院生物多樣性中心
小編 (Editor)：李威樺
大綱 & 新知
固醇為一種生物活性強且結構複雜的脂質，且多為真核生物所製造產生。 已知脊椎動物能產生膽固醇及多種固醇類荷爾蒙；高等植物及微藻生成的多種植物固醇；而酵母菌及真菌能產生麥角固醇。這些固醇分子的主要功能除了增加細胞膜的韌度與通透性，固醇類荷爾蒙更在真核生物中扮演著重要的角色，能顯著地影響動物的生理、代謝及行為。長久以來，科學界普遍認為，只有脊椎動物能製造固醇類荷爾蒙，且其生合成依賴氧化酶及氧氣的參與。
在這樣的背景下，江老師提出了另一種固醇生成的可能性。在江老師的假說中，包括雌雄激素在內的固醇類荷爾蒙最初可能是由原核生物所產生並累積於環境之中。而真核生物可能是受到環境中，由原核生物產生的這些固醇類分子的刺激，進而演化出更為複雜的固醇生合成代謝途徑。為了驗證這個假說，江老師針對雌激素 (estrogen) 與雄激素 (androgen) 的微生物生合成機制與相關酵素進行了一系列的研究。
在江老師的研究中，在汙水處理廠發現了厭氧細菌 Denitratisoma sp. Strain DHT3， 可以使用新型的甲基轉移酶，利用維生素 B12 作為輔酶，來降解在結構非常穩定的雌激素，使其逆生成為雄激素。江老師並利用基因體學等系統生物學技術，找到了相關的基因。這些基因形成緊密的基因簇，負責甲基轉移酶的製造與活化再生，並且只存在於能厭氧降解雌激素的細菌基因體之中。此外，江老師的近期研究也顯示，在河口底泥的一種厭氧性厚壁細 (Firmicutes)，可以將雄激素轉化成雌激素，並累積於環境之中。這篇報告也提供了間接的證據支持江老師的假說: 最初的性固醇或許是由細菌，尤其是厭氧細菌所產生。
Q&A
Q1: 可以分解雌激素的厭氧菌在細菌中大約占多少比例?
A1: 目前已知的僅有兩個屬，是否還有其他細菌具有此功能仍是未知。
Q2: 在真菌中，固醇的代謝途徑是否和細菌及古菌相同? 倘若相同，代謝後會存於體內或製造出次級代謝物?
A2: 酵母菌和其他真菌代謝固醇的方式基本上就是合成，有些酵母菌有能力把 side chain 切斷，產生類似雄激素的結構。
Q3: 在演講中提到，從廢水處理場篩選出三種目標細菌的技術是如何辦到的?
A3: 這些細菌主要是靠固醇，在這樣的系統中，只要給他一大堆有機物，給他雌激素，自然就會慢慢繁殖出來。
Q4: 為什麼針對厭氧菌做研究?
A4: 厭氧菌的研究較為困難，較少人進行研究，從事這樣的研究是為了滿足自我的成就感。
Q5: 雄激素在環境中不是那麼容易累積，那麼您要如何解釋自己的假說?
A5: 這取決於狀況，雄激素在耗氧環境確實不容易累積，但在厭氧環境會累積的。
Q6: “Eco-evil” 是融合ecology的evolution，請教在地球上這麼大的一群動物中，為何節肢動物無法合成雄激素與雌激素?
A6: 或許節肢動物可以很輕易地從食物中獲得固醇，因此沒有可以合成的基因其實影響不大，而且生合成固醇大約需要100個基因，所以直接從別的生物獲取是最好的策略。
Key words : 固醇、雌激素、厭氧菌
花絮照片3~5張 :
