NOTES

Notes

Research stories, methods, computing notes, and reflections from the laboratory.

這裡收錄研究室工作過程中累積的研究故事、方法筆記、資訊系統實作,以及教學與研究相關的想法。

01

Research Stories

Stories behind research projects, discoveries, collaborations, and scientific questions.

  • 當細菌偷來的不只是抗藥基因

    Plasmid-borne transcriptional regulator RamAp modulates Salmonella genes for environmental and host adaptation. https://doi.org/10.3389/fmicb.2026.1842592 提到抗生素抗藥性,人們通常會想到細菌獲得某種「抗藥基因」,例如能分解抗生素的酵素,或把藥物排出細胞的外排幫浦。 但事情其實可能比這更複雜。 有些細菌的大型質體(plasmid)上,攜帶的不只是功能性的抗藥基因,而是一種能夠控制許多基因開關的「調控者」。 我們研究的 RamAp,就是這樣的一個例子。 RamAp 存在於沙門氏菌(Salmonella enterica)的大型 IncHI2 質體上。它本身不是抗藥酵素,也不是外排幫浦,而是一種 AraC family 的轉錄調控蛋白。換句話說,它比較像是一位「指揮官」,能夠影響細菌體內許多不同基因的表現。 這件事之所以有趣,是因為它代表:細菌在水平基因轉移時,「偷來」的可能不只是某個單一功能,而是一個能夠重新改變原有基因調節網路的關鍵調控因子。 我們早期的研究發現,RamAp 能夠活化與多重抗藥性有關的外排幫浦系統。但後續研究中,我們逐漸發現,它的影響遠遠超過抗藥性本身。 透過 RNA sequencing、DNA 結合分析以及功能性實驗,我們發現 RamAp 會影響與氧化壓力防禦、細胞膜調控、鞭毛生成,以及致病相關特徵有關的基因。…

  • From Idea to Genome: Reconstructing Wolbachia Using Adaptive Sampling

    從「讀取」到「選擇」:Adaptive Sampling 如何改變基因體定序的可能性 我們最近將一項研究成果放上了 bioRxiv:https://doi.org/10.64898/2026.03.25.714109這項工作,其實從一個很單純的問題開始。 胞內共生菌的基因體 Wolbachia 是一種存在於昆蟲體內的胞內共生菌,在基礎研究與病媒控制中都相當重要。 但在實務上,它一直有一個困難—— 它幾乎永遠被宿主的 DNA 淹沒。 Wolbachia只能長在細胞裡面,它並不像平常大腸菌那樣可以被分離出來用培養基培養。因為沒辦法把它獨自分離出來,當我們將整隻蚊子的 DNA 萃取進行定序時,得到的絕大多數的序列都會來自宿主本身。 Wolbachia 的基因體約為 1.5 Mb,而蚊子的基因體則約為 1.4 Gb。 這使得在一般 shotgun sequencing 下,讀到的幾乎都是蚊子的基因體,屬於Wolbachia 的訊號往往低到幾乎看不見。 如果不能分離,那能不能「選擇」? 事情的起頭大約是兩年前的春天,國衛院做病媒蚊研究的學者跟我提了一個問題「你有沒有興趣看看蚊子的Wolbachia基因體?」我知道這個很不容易,但開始思考一個問題: 既然 Nanopore sequencing 可以在讀取 DNA 的過程中,即時判斷序列內容,那是否有可能在讀取的當下,只讀取我們想要的序列?…

  • 基因體告訴我們的事:關於人類適應型 MRSA CC398

    Genomic and phylogenetic characterization of human-adapted methicillin-resistant Staphylococcus aureus clonal complex 398 lineages in Taiwan Microbiology Spectrum https://doi.org/10.1128/spectrum.02090-25 其實在臨床上談到 MRSA,多半還是把它當成一個「抗藥性很麻煩的細菌」來理解。但如果把時間拉長來看,MRSA 從來就不只是醫院裡的問題,它一直在不同環境之間流動,也在不同宿主之間嘗試適應。 在開始談這項研究之前,或許還是需要先簡單說明一下,什麼是 MRSA,以及像 CC398 這樣的分類在講什麼。 MRSA 是 methicillin-resistant Staphylococcus aureus 的縮寫,中文常翻作「抗甲氧西林金黃色葡萄球菌」。金黃色葡萄球菌本來就是一種很常見的細菌,不少人皮膚或鼻腔上都帶著它,多半不會出問題,但在特定情況下,它也可能引起皮膚感染、肺炎,甚至血液感染。所謂 MRSA,指的是其中一群對多種常用抗生素具有抗藥性的菌株,因此在臨床治療上特別棘手。 隨著基因體技術的進展,研究者逐漸發現,MRSA 並不是單一來源的細菌,而是由許多彼此有親緣關係、但生態背景不同的族群所組成。為了描述這些親緣關係,常會使用「clonal complex(簡稱 CC)」這樣的分類方式。簡單來說,CC 指的是一群在基因體的基本結構上彼此相近、來自同一演化支系的菌株集合。像 CC398,就是…

  • Genotoxic Klebsiella pneumoniae in Taiwan

    PLoS One. 2014 May 22;9(5):e96292. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24852749 研究在問什麼問題?在完成 Klebsiella pneumoniae 1084 的完整基因體定序後,我們注意到其染色體上存在一段結構與功能都相當不尋常的 genomic island。過去多項流行病學研究指出,K. pneumoniae 引起的肝膿瘍與宿主日後罹患癌症的風險之間存在統計上的關聯,但背後的生物學機制並不清楚。本研究關注的是,K. pneumoniae 是否可能透過特定基因體區段,對宿主細胞造成直接的 DNA 層級影響,進而提供一個潛在的解釋。 使用了什麼方法?我們首先在 K. pneumoniae 1084 的全基因體序列中,辨識出一段長約 208 kb 的 genomic island(命名為 KPHPI208),其中包含與 Escherichia coli pks gene cluster 同源的 colibactin 生合成模組。為確認該基因區段是否具有功能性,我們結合分子生物學與細胞實驗,進行 clbA 基因的缺失與互補分析,評估其是否與宿主細胞 DNA 損傷相關;同時,也利用…

  • 有些細菌不是突然出現,而是我們現在才看得懂

    The Evolutionary Trend and Genomic Features of an Emerging Lineage of Elizabethkingia anophelis Strains in Taiwan https://doi.org/10.1128/spectrum.01682-21 有些研究,回頭看才會發現,它其實早就開始了,只是當時我們還不知道。 幾年前,我們在醫院裡看到一種不太討喜的細菌。它對抗生素不太友善,感染到的病人多半狀況不單純,而且在舊的鑑定系統裡,它常常被歸類成一個大家聽過、但又不算真的很了解的名字——伊莉莎白菌。 一開始,大家以為事情就這樣。環境菌、偶發感染、臨床上很麻煩,但也談不上什麼特別的「事件」。 直到病例數開始慢慢增加。 2013 年之後,在台灣中部的一家大型醫學中心,伊莉莎白菌相關的感染越來越常見,尤其集中在呼吸照護中心與重症病房。這種變化,不像是單純的運氣不好,更像是有什麼東西正在悄悄累積。 問題是,如果只看病歷、只看培養結果,其實很難知道答案。因為在那個階段,我們甚至沒有百分之百確定,這些菌到底是不是「同一種」。 於是,我們開始從最根本的地方重新檢查。 當我們用更新的鑑定方式重新確認這些菌株時,才發現它們其實不是傳統上常被標示的伊莉莎白腦膜炎菌,而是另一個物種——Elizabethkingia anophelis。這個名字最早來自蚊子,後來才知道它也會感染人類,而且在世界各地都有造成群聚感染的紀錄。 但光是知道名字,還不夠。 真正的關鍵問題是:這些年在醫院裡大量出現的菌,彼此之間有沒有關係? 為了回答這件事,我們做了一件在臨床研究裡其實非常耗時、但也非常關鍵的事情——把菌株的「整本說明書」,也就是它們的全基因體,一株一株讀出來。 當我們把來自不同病人、不同年份、甚至不同來源的菌株放在一起比較時,事情突然變得很清楚。這些菌並不是隨機出現的個體,而是屬於一個彼此非常接近、幾乎可以說是同一個「家族」的菌群。 在基因體的世界裡,它們站得非常近。 更有意思的是,當我們把這些台灣的菌株,拿去和世界各地已經公開的 E. anophelis 基因體一起比對時,發現它們在演化樹上形成了一個很清楚、獨立的分支。這不是「剛好長得像」,而是在整個核心基因體層級,都顯示它們屬於同一條、而且相對獨立的演化路線。…

02

Methods & Bioinformatics

Notes on sequencing methods, genomic analysis, workflows, and bioinformatics tools.

  • CulebrONT安裝筆記(新)

    現在拿長序列做基因體的散彈槍定序組裝,可以用的生物資訊工具真的很多。問題是,選用怎樣的工具組裝比較好?這個叫做culebrONT的開源Snakemake pipeline是一個很有用的東西,他可以用來運行各種的散彈槍定序組裝的生物資訊工具、修正(polishing)、甚至於(有必要的話)把序列圈起來等等,幫助你進行各種方案間的比較,讓使用者可以建構適合自己的理想工作流程。以下是我們在舊的Z600電腦工作站上重新安裝culebrONT的筆記。 安裝作業系統 我們這台是修修補補過的HP Z600老電腦工作站,硬體規格是Xeon E5620x2 8 cores 24GB DDR3-1333 ECC Registered RAM (4GB*6) 1TB SATA SSD Nvidia GTX 1080 8GB。首先是安裝Linux作業系統,我們要在1TB的SSD上面安裝的作業系統是Ubuntu 22.04.4 LTS (Jammy Jellyfish),準備工作: 先從官網下載它的64-bit PC (AMD64) Desktop Image iso (ubuntu-22.04.4-desktop-amd64.iso),然後用balena etcher寫到USB flash…

  • MinKNOW update has encountered an error (Mk1C)

    換R10之後,有一段時間沒有用這台mk1c,拿出來開機發現UI顯示系統軟體跟MinKNOW有一些更新可以安裝,手癢就按下去了。用UI進行系統軟體的更新沒有什麼問題,但是MinKNOW的部分就不行了。更新前這台的MinKNOW版本是23.07.12,從UI按下更新之後,會卡在這個: 這個用UI沒有辦法解決,重開機也沒有用,他底下寫了建議用apt-get update去試試看…. 意思就是要用SSH了吧 Mk1C是可以用SSH連上去的,首先你要知道他的IP,這不難,在UI介面上很容易找得到,這台走DHCP分到的IP是192.168.2.43。 拿我的Macbook Air從Terminal連進去吧: 帳號叫做minit,密碼也是minit 爲什麼?先前有一個很妙的東西叫做minit你們知道吧?那時候呀… (秘密). 進去之後照這個頁面的作法apt看看 但是不行,簡單來說你要安裝 Guppy basecaller 時,需要從 ONT 官方網站或指導中獲取必要的密鑰,這些密鑰不在 Ubuntu 的預設軟體倉庫中,你得去 ONT(Oxford Nanopore Technologies)那裡拿到密鑰。 這裡有解決的方法如下: 下載完成之後,你應該可以成功進行apt update了: 完工之後 sudo reboot,重新開機之後,UI上就出現這個畫面了!成功啦!

  • 安裝Singularity然後Go compiler not found!

    這是有關Singularity https://github.com/sylabs/singularity 在Ubuntu上安裝的筆記

  • 在Ubuntu安裝Unicycler

    我們安裝了新的Ubuntu,然後在上面安裝unicycler。

  • Ubuntu22 for MinION mk1B (安裝筆記)

    我們把舊的電腦工作站SSD化之後,想要用來跑Nanopore定序(配合mk1B)。以下內容是安裝過程的筆記。我們要安裝的是Ubuntu 22 (Jammy Jellyfish)還有MinKNOW,說簡單是蠻間單的,但是中間也有遇到一些些小狀況。

  • PGAP安裝筆記

    2023 by RY Li PGAP github連結:https://github.com/ncbi/pgap/wiki

  • CulebrONT安裝筆記

    基因體散彈槍定序的生物資訊工具很多,由於核酸定序的數據樣態隨著科技進步不斷改變,怎樣選擇這些生物資訊工具其實是個大問題。我們來試試這個CulebrONT,他可以用來運行各種的散彈槍定序組裝的生物資訊工具、修正(polishing)、甚至於(有必要的話)把序列圈起來等等,幫助你進行各種方案間的比較,讓使用者可以建構適合自己的理想工作流程,這篇是我們的安裝筆記。CulebrONT發表原文出處

  • Genomic Informatics for Beginners #2

    This is a summary of the lecture content for the ourse ‘Shotgun Sequencing – Principle and Experiments’ in IGB, NCHU. This course module is designed to enable students with basic computer skills to utilize…

  • Genomic Informatics for Beginners #1

    Working with CLI – What you need to know This is a summary of the lecture content for the course ‘Shotgun Sequencing – Principle and Experiments’ in IGB, NCHU. This course module is designed…

03

Computing & Systems

Practical notes on servers, FreeBSD, WordPress, research computing, and laboratory infrastructure.

  • 關於 CitePress WordPress Plugin

    CitePress CitePress 是一個 WordPress plugin,用來從研究者的 ORCID record 建立格式一致的學術著作清單。 Current version: 0.6.2Tested with: WordPress 7.1 / PHP 7.4+Author & Maintainer: Ying-Tsong Chen 陳盈璁 (with ChatGPT)License: GPLv2 or later Contents What CitePress Does CitePress uses ORCID to determine which works belong to…

  • vi

    vi是一個古老(?)的文字編輯器,它廣泛被預設安裝在各種Linux與FreeBSD系統上(還有MacOS),可以直接透過CLI(command line interface)來操作。對於學習生物資訊的同學來說,你可能經常會需要透過SSH練線來編輯或修改一些用手稿語言寫成的文件。如果能熟悉vi的基本操作,對工作的效率會有很大的幫助。不過學習vi編輯器的使用,對於一向習慣使用視窗環境的初學者來說,會需要一些時間和耐性。以下整理了我在課堂上所講的相關內容: 操作時的三種模式 一般人因為在視窗環境下使用文字編輯器(譬如Word),可能已經習慣了透過滑鼠操作視窗選單,快速選單,各種快捷按鈕去編輯文件。然而當我們在CLI下編輯純文字文件的時候,上述那些選單裡面許多的功能,譬如一些格式設定,各種插入圖像表格的功能其實都是不需要或不存在的。想像你只有靠鍵盤在編輯純文字的話,你覺得一個文字編輯器應該具備哪些功能?這些功能如何讓使用者在鍵盤上達成呢?沒錯!你不可避免的需要用到一些快捷鍵。 用鍵盤輸入文字,最陽春的想法就是像打字機一樣的模式吧?但是電腦跟打字機不一樣,打字機都是一行一行從頭打到尾,在電腦的文字編輯過程中,我們通常可以靠游標的移動,選擇從文件不同的位置進行編輯。所以有些時候,鍵盤的功能不僅是要輸入本文的字元,而是要被拿來下編輯命令,譬如你可呢希望按下按鍵時,是移動游標、刪除游標上的文字、複製、貼上等等。有時候則是像打字機一樣純粹用鍵盤進行字元的輸入。而在第三種情境裡,你還會需要在鍵盤上它進行存檔、離開編輯器等操作。因此vi編輯器有三種主要的模式:命令模式(Command Mode)、插入模式(Insert Mode)、和所謂的最後一行模式(Last Line Mode)。 首先,你可以在CLI裡面打vi啟用vi文字編輯器,並且進入vi的畫面: 如果檔案不存在,vi會自己建立一個新的檔案 命令模式(Command Mode) 當 vi 啟動時,默認處於命令模式。在命令模式下,vi 將你輸入的任何字符解釋為命令,而不是文本。因此你在這個模式下看不到你在鍵盤上按下的東西。命令模式允許你在文件中進行移動游標、刪除、複製或粘貼文本等動作。 以下是在命令模式裡的一些基本命令操作,請按Esc,進入命令模式,然後: 移動游標 刪除 搜尋文字 按 /,輸入要搜尋的文字,譬如 example,然後按 Enter。vi 會跳到下一個出現 example 的位置。 跳到下一個匹配項:按小寫 n,會跳到下一個匹配的 example。跳到上一個匹配項:按大寫 N,會跳到上一個匹配的 example。…

  • 安裝Anaconda給大家用(Multi-user Anaconda installation)

    Ubuntu的使用者user01自己安裝anaconda的話,它會裝到/home/user01/anaconda3去。但是我們也想讓裡面其他帳號的使用者都能用,怎麼做呢?我們的想法是建立一個叫做anaconda的群組,然後讓所有被加進這個群組的使用者們(user01, user02, user03, etc.) 都能在這台Linux上使用anaconda。

  • 在App Store找藏起來的東西

    老Mac想升級,但是App Store找不到舊的MacOS版本

  • 繞過WordPress後台把plugin關掉

    WordPress是個蠻普遍的自由開源部落格軟體和內容管理系統,本網站也是用這個裝的。他有蠻便利的後台管理介面,透過這樣的介面,使用者除了可以寫作、編排內容、安裝修改佈景主題,還可以安裝各種外掛程式(plugins)來擴充網站的功能。

  • 讓mySQL提供服務給外部使用

    通常大家用電腦裝Apache-PHP-mySQL架設像是Wordpress之類的網站來玩的時候,你裝的mySQL server都是僅提供服務給位在同一台主機上的網站。這時候任何從外面來的mySQL服務請求,預設都是會被拒絕的。但是,如果你是要讓你的mySQL提供服務給其他主機使用,要怎麼修改設定呢?以下是簡單的做法:

  • 在CLI進行Ubuntu更新

    其實可以用就不要亂動,但是你真的手癢的話….

  • Apache24+php80+WordPress

    Apache是一個開放原始碼的網頁伺服器軟體,我們在FreeBSD底下可以用port來安裝apache24:

  • mySQL安裝與設定

    MySQL 是一個快速、多執行緒、多用戶、強大的SQL(結構化查詢語言)資料庫伺服器。因為我們網站是用wordpress架的,wordpress是個基於PHP與MySQL的開源部落格軟體內容管理系統。要跑Wordpress,我們得提供它一個可以用的MySQL資料庫才行。而我們是這樣用ports在FreeBSD系統底下安裝與設定mySQL的,很簡單:

  • 用Ports安裝並管理FreeBSD系統裡的第三方軟體

    FreeBSD 提供了兩種第三方軟體的安裝與管理方式︰一個是由原始碼安裝的 Port 套件集,另一個是用預先編譯好的 Binary 安裝的 Binary 套件集。以下是我們用ports在這裡安裝第三方軟體的做法:

04

Teaching & Reflections

Teaching notes, observations, ideas, and reflections on research and academic life.

  • Nanopore的魚類圖鑑

    大家知道一直以來我們做Nanopore Sequencing 會接觸到的許多軟體其實都是用魚的名字命名的嗎?(如果鯛魚燒也算的話) 原本只是作Nanopore定序,沒想到意外開啟了「魚類小圖鑑」之路。從長鰭鮪魚, 孔雀魚, 竹筴魚, 鬼頭刀到鯛魚(燒)等等,這些原本對我們做細菌的來說只是陌生的英文單字,現在竟然變成了熟悉的水中夥伴。誰會想到,一個做基因體生物資訊的人,最後記住魚的名字不是因為接觸魚類生態課,也不是釣魚,而是因為…軟體。學習的路上常常充滿意外的收穫,而這些魚的名字,也為我們在實驗室的工作多增添了幽默感和生命力。 Dorado: https://github.com/nanoporetech/dorado Guppy: https://nanoporetech.com/software/other/guppy Albacore: https://nanoporetech.com/news/news-new-basecaller-now-performs-raw-basecalling-improved-sequencing-accuracy Medaka: https://github.com/nanoporetech/medaka Taiyaki: https://github.com/nanoporetech/taiyaki … and more fish: Comparison of Oxford Nanopore basecalling tools: https://github.com/gedoardo83/Nanopore_Basecalling-comparison

  • 用Excel來抽獎

    有時候我們會需要從一份名單裡面隨機抽獎,其實不難,用Excel就可以簡單做到喔!

  • 給我的學生們:為什麼你該把英文學好?

    英文是科學領域的共通語言 English is the language of science and technology.在我們的學術領域,不管是科學文獻、學術交流、還是研究成果的發表,大部分都是使用英文。身為研究生的各位,應該把自己當作在扮演一個年輕科學家,對自己的英文能力的要求要有稍微高一點的標準才好。提升你的英文能力能幫你快速地閱讀和理解第一手的科學文獻、聽懂科學演講、在學術會議上與他人進行交流,並且讓你在未來撰寫科學論文和研究計畫時更順利。

  • 我想讀碩博士,要不要先去找教授?

    YES, I think you should reach out to professors before graduate school applications. 我建議你應該要!