黃憲達跨領域思維的生物資訊世界

 
2018/01/31 葉孋嬋 | 特約文字編輯
林茂榮 | 攝影     2,129
 

雖然每個人的存在都是獨一無二的,但你是否想過同是人類,為何有著不同的樣貌、性格與天賦?為什麼有些人會健康長壽,而有些人卻飽受病痛纏身之苦?其實答案就在你我身上!

 

2003年,人類基因組計畫完成了,這是人類基因研究的重要里程碑,無數科學家日以繼夜的投入基因功能解析,以揭開基因與對應之蛋白質間運作的神秘面紗,並釐清基因與疾病間的關聯。這些龐大的生物資料都需經過詳細的分類儲存,並有系統的進行資料探勘及分析運用,而生物資訊學(bioinformatics)便是處理這類龐大資訊最佳的利器。

 

交通大學生物科技學系黃憲達特聘教授在研究路途上,始終堅持理念,終讓生物資訊學成為生物醫藥產業中炙手可熱的明日之星,而不只是生物科學研究的一個附屬工具。

 

跨領域思維是創新研究的基石

 

談起求學過程,黃教授表示從小就對電腦程式深感興趣,大學選擇科系時,父母希望他能念醫學系,但黃教授以電腦資訊的發展潛力無窮說服了父母,轉而支持他的興趣。於是黃教授進入了中央大學資訊工程系,一路從大學讀到博士。從資訊工程跨足生物資訊領域的因緣則發生於博士班二年級,受指導教授洪炯宗老師的啟發。

 

「我很幸運具有雄厚的資訊背景,並且擁有跨領域的思維,讓我在生物資訊領域另闢了一個創新的蹊徑。」黃教授表示,從資訊工程轉換到生物資訊領域,電腦資訊背景成為生物研究的強大後盾,就如同許多生物實驗需利用化學方式來解決般。轉換領域後最大的改變,就是要以生物學家的思維來思考問題。

 

由講求邏輯的程式語言到變化萬千的生物世界,黃教授首先面臨的是生物背景知識不足的挑戰。在短時間內黃教授從最基礎的普通生物學、生物化學到細胞生物學、分子生物學等,迅速地累積相關的知識,除了自身的努力外,與不同領域教授的合作也是促使他更上一層樓的推手,「在這過程中,我與許多生物學家合作,同時涉獵多種範疇,包含植物、微生物、癌症研究等,從而在這些學者身上學到許多書本無法獲得的經驗與知識,並迅速開拓了生命科學以及生物醫學研究的視野。」

 

跨領域合作除了需具備跨域思維外,良好的溝通及相互學習亦至為重要。生物資訊分析需要進行生物實驗以驗證分析結果,而這些實驗往往會耗費眾多的人力、時間與經費,故每當有新的合作計畫案時,前期皆需費時數月互相交流學習,才能使資訊學家與生物學家兩方建立共識,藉此提升生物資訊預測與分析的準確度,並提升實驗的成功率。

 

「資訊學家若只憑資訊背景為基礎去設計軟體,卻不懂其他領域的知識,即便技術再雄厚也無從驗證解出的答案是否正確。但若以強大的資訊基礎再輔以相當的生物知識,去探討問題,成功的機率將會高出許多。」黃教授表示許多優秀的學者,尤其是生物領域,多半具有跨領域的思維,故加深了此新興領域的研究能量。

 

鼓勵學生發揮所長 創立康健基因

 

優異的研究成果讓黃教授於短短六年間便晉升為正教授,過程中他常常思考,什麼樣的研究對學術界、產業界及社會大眾最有貢獻,以及如何讓研究成果應用於實際產業。因此黃教授投注了部分的心力於產業應用中,期能發展出預防醫學的基因檢測方法,包含基因檢測試劑以及生物資訊軟體,並建立一套完整的檢驗流程。

 

七年前,幾位甫畢業的學生恰好都心懷創業理想,於是黃教授運用人脈,協助他們獲得資金,創立了康健基因科技股份有限公司,並以顧問身份提供專業技術的建議。如今康健基因已成為國內首屈一指的基因檢測公司,提供有多元的服務。客戶可以藉由基因檢測,得知自己係屬於那些疾病的高危險群,防範未然;也可利用基因檢測發現自身的潛能。

 

「十年前,國內並不鼓勵學校與學生創業,但現在社會氛圍已截然不同,反而是政府鼓勵教授多輔導學生,培養創新思維,並支持青年創業。」黃教授建議有興趣創業的學子,可於求學階段便去研究與產業相關的題目,再將研發的新技術或概念,落實於產業中以創造經濟價值。

 

生物資訊解析你我的基因密碼

 

當一般人認為生物資訊僅是學術議題時,黃教授便已看出生物資訊在醫學發展的潛力,並積極建立了與人類相關的生物資料庫,如國際重要的MicroRNA資料庫­­-miRTarBase以及相關的基因檢測技術及試劑開發。近年來「精準醫學」的概念逐漸形成,而其中的核心便是生物資訊,「每個人都是獨特的個體,基因序列雖相近但並不完全相似,即便是罹患了同一種癌症,癌細胞的型態也可能不同,因此精準醫學就是針對不同的個體,在最正確的時間,配合正確的藥物及劑量進行治療。」但要如何精準用藥,依據的便是基因檢測,而且其後又牽涉到生物醫學的大數據,包含大量的DNA數據、臨床醫學資料等。

 

那麼該如何找出這些疾病與人的基因、藥物之間的關聯?黃教授表示必須依據學術界所建立之基因突變、藥物以及疾病診斷相關的脈絡。有鑑於高通量定序速度可大幅提升效率並降低成本,故近年來各國競相建立自己族群的生物資料庫,例如台灣有健保資料庫、各大醫院有檢體資料庫、台灣人體生物資料庫……等。因為必須從龐大的資料庫中快速地提取有用的資訊,故而發展了許多新的資料探勘技術,也為台灣基因檢測產業奠定了基礎。

 

開拓視野 立足台灣放眼世界

 

談起成功的訣竅,在學術研究與產業應用皆有傲人成績的黃教授表示:「秘訣就在跨領域思維,計算與實驗並重,從頭到尾一條龍式的整合。『知而後行』要先知道為什麼做這些事,才能找到關鍵的所在,突破技術的困難。」擁有資訊與生物雙重背景的黃教授,將實驗室分為兩部分,一半的學生進行資訊分析,另一半則進行生物實驗,並且讓兩方學生互相合作學習,以跨領域的訓練,激盪出創新的想法。

 

黃教授也鼓勵有志投入生物資訊的年輕學子要多涉獵不同領域的知識,並將眼光放遠,不要侷限於台灣,「要站在巨人的肩膀上,以世界趨勢思考生物資訊需解決什麼問題,而精準醫學就是個很好的目標。『精準醫學』不是一句口號,而是個值得人類努力的方向,讓生物、醫藥、資訊領域都能各司其職,改善醫療困境。」

 

培育更多優秀人才、推動精準醫學產業發展是黃教授努力不懈的目標。黃教授期許台灣的生物資訊產業能與醫療制度緊密結合,提升醫藥效能,減少醫療資源浪費,才可以讓精準醫學真正落實於台灣!