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第19屆(2024年)學術類 - 蔡宜芳

蔡宜芳院士於1983、1985年分別取得台灣大學理學院植物系/所學士和碩士學位。碩士畢業後旋即赴美深造,於1990年取得美國卡內基美隆大學(Carnegie-Mellon University)生物科學博士學位。緊接著到美國加州大學聖地牙哥分校生物學系任博士後研究。於1994年返回台灣,到中央研究院分子生物研究所擔任助研究員、副研究員、研究員、副所長、代所長,現為特聘研究員 。她也是台灣大學分子與細胞生物學研究所以及陽明交通大學生命科學系暨基因體科學研究所的兼任教授。

蔡院士的研究專長是植物分子生物,長期探究硝酸鹽輸送和信息傳導的分子機制。1950-1960綠色革命成功地提升全球作物的產量,成就世界人口快速提高的契機。綠色革命成功很重要的一項因素就是肥料的使用。氮肥是肥料最主要的成分,而作物主要是以硝酸鹽的形式吸收氮肥。氮肥的使用雖能有效地提高作物的產量,但因為作物的氮利用效率很差,殘留在土壤中的氮肥造成很嚴重的環境問題,因此了解植物如何利用硝酸鹽是永續農業上的重要議題。蔡院士對於硝酸鹽輸送和信息傳導之研究,有四項重要的突破被寫入植物生理學教科書,甚至推翻並改寫了在氮源運送上一個非常經典的理論。她的團隊寫入教科書的突破性發現有: 1)發現第一個植物吸收氮肥的關鍵轉運蛋白---硝酸鹽轉運蛋白CHL1,因而開啟了進入分子層次研究硝酸鹽吸收與輸送的新契機。2) 和一般的轉運蛋白不一樣,硝酸鹽轉運蛋白CHL1是個雙親和性的轉運蛋白,藉由磷酸化在高親合度及低親合度之間作轉換。3)生物如何感受養分的多寡一直是一個極為有趣但懸而未決的問題,在2009年我們發現硝酸鹽轉運蛋白CHL1也可作用為感應器幫助植物偵測重要氮源硝酸鹽的多寡,一個新名詞transceptor用來描述這個具有雙重功能的蛋白, 這應該是冰山的一角,相信有更多的轉運蛋白也有相似的功能幫助動、植物去感知各種養分的多寡。4) 植物氮源運送上一個非常經典的理論是:有機氮只能在篩管輸送,無機氮(例如硝酸鹽)只能在導管輸送,這經常是中小學生物的熱門考題。但蔡院士團隊的研究推翻了這個理論,發現無機氮硝酸鹽也可以在篩管輸送,而且篩管的硝酸鹽輸送對植物的生長和氮的利用效率很重要,這個新的理論也寫進最新版的植物生理教科書。最近蔡院士更將基礎研究推向農業應用,希望可以對永續農業有所貢獻。

蔡院士1994年學成即選擇回台灣貢獻所學,默默耕耘基礎研究,積極參與科學人才的培育。許多重大發現奠定她在植物營養學的國際領導地位,獲得多項國內外獎項的肯定。 她曾獲得的國內獎項有:中央研究院年輕學者研究著作獎、國科會傑出獎、教育部學術獎、侯金堆傑出榮譽獎、萊雅傑出女科學家獎、中技社60週年科學暨技術貢獻獎、楊祥發紀念講座; 國際的獎項有:伊朗花喇子模國際科學獎、美國植物學會 Enid MacRobbie 終身會員獎、美國密西根州立大學Nathan Edward Tolbert紀念講座。她更於2021年獲選美國國家科學院國際院士,2024年獲選中央研究院院士、世界科學院TWAS生物科學獎。