近年來，單分子(single-molecule)技術逐漸被用來研究生物巨分子 (包括DNA, RNA, proteins) 的結構變化及其相關的動力學與熱力學。另一個普遍的應用則是在觀察並測量酵素分子在其介質或模板 (templates) 上面的移動情形，或是分子間的交互作用。簡單而言，單分子技術就是利用雷射光鉗 (optical tweezers) 或螢光等等的方法，同時且獨立地觀測一個至數百個分子。 

　　為什麼我們要獨立地觀測個別的分子呢？一般的化學或酵素反應都俱有隨機性 (stochastic)，也就是說，對同一個分子 (或不同的分子間)，兩個連續反應的時間間隔通常是不一樣的，所造成的結果也可能不同，而這些差異可能與其功能的調控有關。舉例來說，RNA polymerase在反應過程中偶爾會有長短不一的停滯(pausing)現象，並沿著其DNA模板倒退 (backtracking) 一小段距離。這個現象極可能是因為 polymerase 把錯的鹼基加到新合成的 RNA 上後，嘗試去修改這個錯誤所造成的，這正顯示出 RNA polymerase 所擁有的校正(proof- reading) 的功能。若是用傳統的實驗方法，這些偶發現象的訊號便會被掩蓋掉而難以偵測。 

　　我的主要研究興趣便是利用雷射光鉗的單分子技術來探討核醣體(ribosomes)的轉譯機制。核醣體存在於各類原核及真核細胞中，是細胞內最大的酵素之一，其功能為讀取mRNA 的訊息以合成蛋白質，為分子生物學中心法則(Central Dogma)的核心成員。從發現至今，對核醣體的研究已經超過50年，但由於其巨大的結構及複雜的反應，我們對這整個過程的了解仍是相當有限。最近由於技術上的突破，我們已經能夠利用雷射光鉗即時地 (real-time) 追蹤單一個核醣體在其mRNA模板上移動的情形，並測量在每一步(one codon)所停留的時間。這一技術對研究轉譯動力學及調控非常有幫助。例如，許多病毒的mRNA在特定的位置存在特定的序列及結構，這些安排是為了能夠在轉譯過程中調控病毒蛋白的表現而設計的。當碰到這些調控點時核醣體所作的反應，便是我們要觀測的重點。值得一提的是，許多類似的調控只適用於病毒蛋白，宿主細胞本身的蛋白表現並不採用，所以這方面的研究或許有助於我們思考如何抑制病毒的繁衍。 

近年研究主題

• 利用光鉗研究核酸結構生成的動力學及熱力學

• 利用光鉗研究核醣體轉譯及調控的機制