我一直對於學習感到非常大的興趣,但學校的教育並不能滿足我,我在學校求學的不同階段,其實都有著不同的掙扎。我任性的用我自己想要的方式學習,一路走來雖然跌跌撞撞,因此對於學習有了深刻的體會。
我的父母非常重視我的教育,因此在國小國中的時候,幾乎每天下課後都還有才藝班的課要上。我曾經上過的才藝班有書法、作文、英文、畫畫、音樂、鋼琴。這些課主要是爸媽覺得我應該去上而幫我做出選擇的,我的個性也算是順從,都乖乖的去上這些課,也盡量花時間練習。小時候心裡難免會羨慕有很多時間可以玩耍的同學,因為相較之下,我在做的事情不是那麼有趣。除了這些才藝班的課之外,我爸媽還想盡辦法鼓勵我念書。我爸媽不太給我買玩具,倒是書買了一大堆,牛頓,科學小百科,偉人傳記,大英百科全書,世界美術館全集等等。每唸完一本課外書,我會得到五塊錢的零用錢。
因為國小國中的時候,都被規畫好要學甚麼了,在進到建中這麼自由的地方,我覺得我好像頓時失去了目標。我不清楚人生的方向,也無法認同學校教育以及考試的價值,我無法理解為什麼考試考高分就代表成功,就代表人生的成就。在高二的時候,我常翹課去打撞球,鬼混,也花了非常多的時間在社團活動上,但對於學校的課業就是提不起興趣。我記得我高三有一次模擬考,排名是全校九百多名,我們一整個年級也不過比一千人多一些些。雖然學校的課程無法引起我的興趣,但我卻對生物學深深地著迷。我考進了中研院的高中生物人才培育計畫,每兩個禮拜的周日到中研院去,早上上課,下午到實驗室做實驗。參與這個計畫對我有非常深遠的影響。從動物生理學、植物生理學、細胞生理學、到分子生物學,我廣泛學習生物的知識。下午的實驗課也讓充滿好奇心的我大開眼界。我看到跟臉盆一樣大的椰子蟹,解剖跟手掌一樣大的文蛤觀察內臟,學習PCR技術,學習萃取葉綠素,也看到費洛蒙如何讓一整箱蟑螂瘋狂振翅。這個培育計畫讓我深深的愛上生物學。我從中研院借了很多英文教科書回家,也常到台大醫學院的圖書館去印研究論文來看。我高三的狀態,應該用著魔來形容。我因為想要參加生物奧林匹亞競賽,瘋狂的請公假到重慶南路的漢堡王去K書。當年我的導師對我的寬容,現在想起來簡直不可思議。我記得有一次她把我叫到辦公室去,她問我知不知道我自己在做什麼,我說我知道(回頭看,其實我並不是這麼肯定…),她就相信我,讓我依照我的心意去學習了。我花很多時間研究Kreb’s Cycle, Signaling pathways, 粒線體以及葉綠體的電子傳遞鏈,DNA複製的分子機制 (我甚至買了Arthur Kornberg著作的DNA Replication)。好笑的是,我雖然花了這麼多時間學習生物學,但高中生物教材無法引起我的興趣,我在學校的生物學考試成績並不算頂尖,許多對於生物學並沒有特別的熱情的同學考試分數是比我高的。後來我考進了生物奧林匹亞國手培訓營,但是因為我平常沒有機會練習生物實驗,實驗的技術不是很好,最後沒有選上國手。這件事情讓我耿耿於懷許多年,因為我把我高中升大學的希望都寄託在奧林匹亞競賽上,我花了這麼多時間學習卻沒選上,我覺得我的人生失敗了。因為我把高三的時間大多都花在學習生物學上了,國手培訓營後已經沒有多少時間再準備聯考,而且我還處在挫敗的陰影當中,我第一次大學聯考的成績很差。後來我在重考班再準備了一年,才考進了台大醫科。
當年的我以為高中這段的學習經驗是失敗的,覺得這是不自量力的行為。但我現在意識到,高中那段學習歷程對我來說,是最重要的,第一次自我啟蒙的經驗。建中自由的風氣,再加上導師的信任以及家人的包容,讓我有機會充分的探索我的興趣並且積極的去追求。我被考試的框架侷限了,以為沒有選上國手,沒有得到金牌就是失敗。但其實我在高中時就養成了查找以及閱讀科學研究論文的習慣,並且開始培養獲取陌生學術領域知識的能力。我在高中所培養的閱讀英文教科書的習慣,也讓我日後受用無窮。
我在醫學系的學習歷程比較沒有這麼劇烈的掙扎,頂多在前四年的時間懷疑為何要死背大量的知識。醫學系要背誦的知識量實在是太大,常常讓我感到心煩,有種唸到想吐的感覺。但到了大五進醫院見習之後,我的態度有了一百八十度的大轉變。當病人以及家屬問起病情時,我必須要能清楚地回答他們的問題。當病人有狀況需要處理時,我沒有時間再去查閱書籍,我需要的知識必須要像反射一樣快速的被提取。如果我沒有學好,沒有記清楚,就無法對病患做出最好的處置。因為有了責任感,我充分的理解也認同熟記醫學知識的重要性,因此開始認份認真的念書。我在醫學系唯一一次得到書卷獎,是在臨床工作最繁重的大七的時候。我清楚的感受到,我被賦予越多照顧患的責任,我學得越認真。
我的博士班的學習歷程是最痛苦的一段。博士班雖然是高等教育的一環,但幾乎沒有一個既定的框架。博士班還有一些學分要修,但是並不多。我在博士班修過的課印象都不深,許多課程其實大學都上過了,但偏偏學校不給抵免,非得要我再修一次不可。倒是我自己選的程式設計概論對我的人生造成了非常深遠的影響。博士班絕大部分的時間都是在實驗室度過的,因此博士班導師是影響博士班學習歷程當最重要的一個關鍵。回頭檢視起來,我會離開博士班一個很重要的原因是,我和我的指導教授對於科學研究的一些基本想法並不契合,對我個人來說,發展新技術是我比較喜歡的方向,但我的指導教授認為生物研究應該著重在探討現象背後的原理。簡單來說,我們兩個人重視的點不一樣,我不適合在他的實驗室做研究,我比較適合在生醫工程的博士班就讀。我處在一個不適合的環境裡其實給了我一個意料之外的機會,為了追求我理想中的科學研究,我必須要仰賴自我學習的能力去獲取許多我的實驗室並沒有的知識與技術。
這幾年下來,我對於學習新的知識和技術有了比較清楚的領會。我要學習一個新的領域時,我會先確認學習的目的。對我個人來說,清楚學習的目的之後才能找到學習的動機。純粹為了好玩,一時興起而學習很難持久,也很難達到好的效果。比如說,我學習深度神經網路是為了實現數位病理輔助診斷系統,進而彰顯數位病理系統的價值。確立學習的目的之後,我會開始嘗試了解這個知識領域的大架構,接著試著找到這個知識領域裡面關鍵的基礎假設與原理。比如說,深度神經網路是機器學習的一個分支,我會先學習機器學習領域的大架構,接著了解演算法學習的原理。我會先從最簡單的基礎原理開始,確認完全了解之後,就開始朝我需要學習的子領域學習。在學習的時候可以動手實作非常重要,我很認同諾貝爾獎得主Richard Feynman所說的 “What I cannot create, I don’t understand.” 我動手實做了Perceptron, Multi-layer perceptron, fully connected deep neural network, convolutional network,在這過程中,透過程式的實踐印證我在理論上的學習。總結來說,我對於學習新領域的心得是,要達到有效的學習,首先要清楚學習的目的,接著了解知識體系大架構以及涵蓋的範疇,理解關鍵原理,接著要明確界定學習的目標及範圍,最後是深入的學習、並且反覆透過實踐來檢驗學習成效。同樣重要的是熟悉學習的工具,找到關鍵的資訊管道,這對於提高學習效率至為關鍵。
創業,對我來說又是另外一個自我學習的巨大挑戰。創業是個無邊無際的問題,我目前遇到的最大的挑戰在於,我還無法清楚的界定我所需要學習的知識及技術的領域,更遑論去了解其架構。當然,這問題的核心在於,創業的過程本身就無法清楚界定。試著要去找出一個清楚的脈絡,我認為是極其困難的。我認為創業比較像是一個戰爭。我們可以清楚觀察並理解的,是每個小戰役的樣貌。試著贏得一個戰役,帶著在這個戰役學習到的經驗,前往下一個戰場,才有機會逐漸拼湊出這個戰爭的大局。在這過程當中,創業家必須要既短視又有遠見,要可以讓公司贏得一個戰役,但是又要預見下一個戰場並且做好準備,這樣長短程思考的轉換以及平衡,是個非常艱鉅的挑戰。我想,三年之後我再回頭看,應該會對於這個學習的歷程有更清楚的理解。現在,也就只能帶著我所學到的勇敢前進了。
粒線體dna複製 在 北歐心科學 NordicHearts Facebook 的最佳貼文
【十年養一菌,普羅米修斯古生菌】
微生物學的重大突破!去年日本科學家宣布,順利培養出一種古生菌,最近論文正式發表惹。這個研究非常重要,但是重要性是什麼?
《短篇 真核細胞如何組成?粒線體在什麼階段進入?》
https://neanderthaldna.pixnet.net/blog/post/192747157
簡單說是這樣,我們是真核生物,細菌、古生菌(也叫作太古生物)是原核生物;目前普遍認為,真核生物的起源,是 20 多億年前,有個古生菌細胞,吃進一個細菌,兩者合體後演化而成。
而這回成功培養出的古生菌,是已知的生物中,最接近當年那個古生菌的。這對於我們想了解真核生物的起源,有非常關鍵的價值。
這回順利培養成功的古生菌,被稱作 ‘Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum’ strain MK-D1,姑且翻譯為「普羅米修斯古生菌 MK-D1 型」。
絕大多數微生物,人類都無法養殖,普羅米修斯古生菌也是如此,研究人員嘗試惹 12 年才成功。這種古生菌最初來自日本外海 2533 公尺深處,充滿甲烷的海底淤泥。
這種生物非常難養。由海底淤泥分離出微生物後,科學家測試出 20 種氨基酸和奶粉的配方,能讓微生物穩定生長;此時有 3 種微生物共存, Halodesulfovibrio 細菌 85%、Methanogenium 古生菌 2%,以及普羅米修斯古生菌 13%。
去除細菌以後,剩下 2 種古生菌共存,它們型態差異很大,很容易區分出普羅米修斯。共存的 Methanogenium 體型大很多,直徑一般超過 2 微米(μm),非常肯定是不同細胞。(1 微米是 1000 奈米)
普羅米修斯古生菌非常小,直徑只有 300 到 750 奈米(平均 550),一般會聚集成一團,外面被 EPS 包圍(細胞外聚合物 extracellular polymer substance)。它們細胞內部,沒有像是胞器的結構。
《演化樹怎麼長出來,怎麼看?》
https://neanderthaldna.pixnet.net/blog/post/223567524
普羅米修斯古生菌生長的非常緩慢,遲滯期(lag phase)達到 30 到 60 天。它們要花 3 個月成長完全,族群複製為兩倍需要 14 到 25 天。
這種生物厭氧,有意思的是,它可以利用共生的古生菌 Methanogenium 的電子傳遞鍊,分解氨基酸,生產氫和甲酸(formate)。此一共同營業的特性,也是它種小名 syntrophicum 的來歷。
養出很難養的微生物,本身就是一大成就。學術上更關鍵的意義在於,這是第一種成功人為培育的阿斯嘉古生菌。
在日本科學家,開始嘗試培育古生菌的好幾年之後,有其他人發表惹一種古生菌,稱作「洛基古生菌(Lokiarchaeota)」,名字來自北歐神話,也就是湯姆.希德斯頓(Tom Hiddleston)的洛基。
洛基古生菌目前仍無法人為培育,只有由環境中取得的 DNA 片段,拼湊出的基因組。遺傳上看來,洛基有許多基因,與真核生物非常相似。
後來又有人找到多種與洛基類似的親戚,都以北歐神話命名,像是索爾、奧丁、海姆達爾。它們被統稱為「阿斯嘉古生菌」,一般認為,真核生物的古生菌祖先,遺傳上應該與它們接近。
然而,阿斯嘉戰隊都是 DNA 片段拼湊而成的結果,所以不清楚這些生物的型態與生理特徵,甚至也無法肯定它們真實存在。
新發表的普羅米修斯(能說日本人取名字特別不合群嗎 XDDD),遺傳上最接近洛基,證實阿斯嘉戰隊的確存在,也讓我們能直接觀察它們的生活方式。
普羅米修斯古生菌體型非常小,細胞內部沒有任何看起來像是胞器的結構。後來變成真核生物的古生菌祖先,當初最原本的長相可能就是這樣;另外它們的基因、代謝能力,營業方式,都對於真核生物如何起源,推論上有很重要的參考意義。
不過也必需了解,即使普羅米修斯古生菌,親戚關係上真的最接近我們的古生菌祖先,兩者分家也已經超過 20 億年;這是一段非常非常非常漫長的歲月,完全無法保證,普羅米修斯與我們的祖先會一模一樣。
總之,還是先來歡迎,北歐阿斯嘉戰隊的最新成員—來自希臘的普羅米修斯!
論文:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1916-6
論文短評:
https://www.nature.com/articles/d41586-020-00039-y
Nature社論:
https://www.nature.com/articles/d41586-020-00087-4
之前的新聞:
https://www.nature.com/articles/d41586-019-02430-w
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