你所不知道的核酸：足以取代抗體搜尋功能的「適體」是什麼？有什麼作用？

本文由 建研所 委託，泛科學企劃執行。 

當你走進一棟建築，是否能感受到它對環境的友善？或許不是每個人都意識到，但現今建築不只提供我們居住和工作的空間，更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生，正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題，確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染，同時提升我們的生活品質。然而，要成為綠建築並非易事，每一棟建築都需要通過層層關卡，才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境，政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立，旨在透過標準化的建築評估系統，鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時，為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法，自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止，已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品，涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築，不僅提升建築物的整體性能，也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

說這麼多，你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程，要經歷哪些標準與挑戰？

綠建築標章	智慧建築標章	綠建材標章

第一招：依循 EEWH 標準，打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源，是綠建築（green building）的核心理念，但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單，而是涵蓋建築物的整個生命週期，也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內，都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準，讓我們先回到 1990 年，當時英國建築研究機構（BRE）首次發布有關「建築研究發展環境評估工具（Building Research Establishment Environmental Assessment Method，BREEAM®）」，是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後，於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」（Leadership in Energy and Environmental Design, LEED）這套評估系統，加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶，氣溫高，濕度也高，得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生，四個英文字母分別為 Ecology（生態）、Energy saving（節能）、Waste reduction（減廢）以及 Health（健康），分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級，設有九大評估指標。

我們就以「台江國家公園」為例，看它如何躍過一道道指標，成為「鑽石級」綠建築的國家公園！

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園，也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時，還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築，其外觀採白色系列，從高空俯瞰，就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落；從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊，生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構，設計自然護岸，保留基地既有的雜木林和灌木草原，並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物，採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙，不僅強化了環境的保護力，也提供多樣的生物棲息環境，使這裡成為動植物共生的美好棲地。

第二招：想成綠建築，必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築，使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中，對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出，一路到今日，國際間對此一概念的共識主要包括再使用（reuse）、再循環（recycle）、廢棄物減量（reduce）和低污染（low emission materials）等特性，從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時，使用自然材料與低 VOC（Volatile Organic Compounds，揮發性有機化合物）建材，亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後，內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度，以建材生命週期為主軸，提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說，為確保室內環境品質，建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件；為了防溫室效應的影響，須使用本土材料以節省資源和能源；使用高性能與再生建材，不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性，也強調材料本身的再利用性。

在台江國家公園內，綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念，更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設，並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料，為鳥類和小生物營造棲息空間，讓「蚵殼磚」不再只是建材，而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆，整體綠建材使用率為 52.8%。

在日常節能方面，台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如，引入樓板下的水面蒸散低溫外氣，屋頂下設置通風空氣層，高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出，廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地，創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企，如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流，不僅提升了隔熱效果，減少空調需求，讓建築如同「與海共舞」，在減廢與健康方面皆表現優異，展示出綠建築在地化的無限可能。

在綠建材的部分，另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程，其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材，比方提高高爐水泥（具高強度、耐久、緻密等特性，重點是發熱量低）的量，並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」，還用再生透水磚做人行道鋪面。

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區，首先，他們捨棄金屬建材，讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是，他們也將施工開挖的土方做回填，將有高地差的荒地恢復成平坦綠地，本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪，無痛轉綠。

等等，這樣看來建築夠不夠綠的命運，似乎在建材選擇跟設計環節就決定了，是這樣嗎？當然不是，建築是活的，需要持續管理–有智慧的管理。

第三招：智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率，除了從建築設計與建材的使用等角度介入，也須適度融入「智慧建築」（intelligent buildings）的概念，即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性，使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器，用於蒐集環境資料和使用行為，並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

為了推動建築與資通訊產業的整合，內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度，為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂，目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例，為了掌握建築物生命週期中的能耗，需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標，評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面，則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境，以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中，充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術，來達成兼顧環保和永續發展的理念，也是利用建築資訊模型（BIM）技術打造的指標性建築，受到國際矚目。

在興建階段，為了保留基地內 4 棵原有老樹，團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描，並將大小等比例匯入 BIM 模型中，讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離，確保施工過程不影響樹木健康。此外，在大樓啟用後，BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」，透過 3D 建築資訊模型，提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護，包括保養計畫、異常修繕及耗材管理，讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用，從建造設計擴展至施工和日常管理，使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management，簡稱 FM ) 為例，該系統可在雲端進行遠端控制，根據會議室的使用時段靈活調節空調風門，會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣，而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率，保持低頻運作，實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現，從源頭減少碳足跡；綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小，並保障居民的健康；智慧建築標章運用科技應用，實現能源的高效管理和室內環境的精準調控，增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用，讓建築不僅是滿足基本居住需求，更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

超過半世紀以來，生物課本一定會提到DNA由四個「字母」組成：A、T、C、G，不過現在科學家成功將新的「字母」新增到細菌中，而且和「天然」DNA一樣，在實驗室中具有轉錄、轉譯的生物功能。

加州斯克里普斯研究所（Scripps Research Institute）的生物學家羅莫斯伯格（Floyd Romesberg）努力15年，終於創造出帶有人造DNA「字母」的細菌，他說：「我們現在有一個帶有更多遺傳訊息的活生生細菌」。相關的研究成果發表在這一期的《自然》期刊。

DNA的四個「字母」其實是四種不同的含氮鹼基（base）：A－腺嘌呤（Adenine）、T－胸腺嘧啶（Thymine）、G－鳥糞嘌呤（Guanine）、C－胞嘧啶（Cytosine）。而且A與T配對，C與G配對，互補的兩股DNA就這樣編成完美的雙螺旋結構（如下圖）。要是能找到互補的兩種分子，並且像這四種鹼基一樣接在磷酸骨架上，理論上就能用新的「字母」寫出新的遺傳密碼。

這個簡單的想法在華生、克里克發表DNA雙螺旋結構不久後，就有科學家提出。不過一直到了1989年，蘇黎世聯邦理工學院（Swiss Federal Institute of Technology）的賓勒（Steven Benner）才和研究團隊將修改後的胞嘧啶（C, Cytosine）植入活體細菌中，讓細菌得以複製帶有「新．胞嘧啶」的DNA。

然而羅莫斯伯格這次的研究成果，又比先前賓勒的「新．胞嘧啶」更稱得上是一個「新字」。研究團隊列出60種有望成為「新字母」的分子，從3600種配對中發現 d5SICS 和 dNaM 最有希望成功（如下圖），特別是這兩種分子又和既有的DNA複製 / 轉錄機制相容，在試管中能轉譯成RNA，也能夠複製。

研究團隊讓這兩種分子合成在細菌質體DNA中，再將質體植入大腸桿菌（E. coli）。這段帶有「新字母」的DNA成功在細菌中複製還有轉錄，而且當細菌分裂時，還會帶著這段獨特的質體一起分裂。未來有可能找到更多能夠充當遺傳密碼「新字母」的分子，甚至整段DNA都不包含自然存在的A、T、C、G。

這項技術對遺傳工程來說，具有提高安全性的應用潛力。舉例來說，如果用來製藥的細菌使用人工「新字母」，那麼當細菌逃逸出實驗室，也會因為在自然界中得不到人造的「字母」，缺乏原料而無法複製繁殖。

羅莫斯伯格的研究團隊正在嘗試「寫出」更多胺基酸「單字」。目前已知的生物都是三個字母為一組「密碼子」（codons），轉錄/轉譯出胺基酸，有了新的「字母」，就有機會設計出能夠轉錄/轉譯更多胺基酸的生物。潛在的應用像是設計出精準毒殺癌細胞的胺基酸來治療癌症，或者具有螢光反應的胺基酸讓科學可以追蹤細胞。

參考資料：First life with ‘alien’ DNA. Nature News [07 May 2014]

研究文獻：Malyshev, D. A. et al. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature13314 (2014).

「懷孕中的大腦」有了新的定義，研究指出男性DNA（去氧核醣核酸）–可能是懷孕時間男寶寶遺留在母體內的–能夠永遠存在母親大腦裡。雖然這個外來DNA造成的生物影響尚未明確，研究也發現大腦裡有較多的男性DNA的女性，較不易患有阿茲海默症–據研究所說，男性DNA可能降低母親患有阿茲海默症的機率。

哺乳類懷孕期間，母體與胎兒互換DNA及細胞。早先的研究指出，胎兒的細胞能遺留於母體的血管及骨骼內，長達數十年之久，研究人員稱此現象為母胎微嵌合（fetal microchimerism）。研究指出，遺留在母體內的胎兒DNA對母體或許有壞的影響也有好的影響：藉由促使組織修復及增進免疫系統，使母體健康受惠–但也可能造成負面影響，如自體免疫（autoimmune reactions）。

其中一個問題就是，遺留下來的胎兒細胞是如何影響大腦的。研究人員指出母胎微嵌合發生於鼠類大腦裡，但尚未有資料顯示母胎微嵌合發生於人體。因此，弗雷德哈欽森癌症研究中心（華盛頓州，西雅圖）的自體免疫及風濕病學家J. Lee Nelson採集了五十九位，過世時為三十九至一零一歲的女性大腦解剖樣本。藉由測試Y染色體特有的基因發現，五十九位女性中，63%大腦中有男性DNA。（研究人員並沒有她們的懷孕資料）男性DNA分布於大腦不同部位中。

因有些研究指出懷孕的次數愈多，患得阿茲海默症的機率愈高，為找出阿茲海默症的跡象，此研究團隊也檢測了大腦，進而判定阿茲海默症是否與母胎微嵌合相關。五十九位女性中，有三十三位患有阿茲海默症–但研究結果與研究團隊所預計的大為不同，患有阿茲海默症的女性，腦中的男性DNA明顯少於二十六位未患病女性腦中的男性DNA。

然而，胎兒的男性DNA是否降低女性阿茲海默症患病率仍未明確。「對我來說，這表示母體大腦中的胎兒細胞能預防疾病。」紐約西奈山醫學院心臟科醫師Hina Chaudhry說道。

去年底發表在「Circulation Research 」網站上的一項研究中，Chaudhry與同事發現在鼠體內胎兒細胞移轉到母體心臟裡，分化成能夠作用的心臟細胞且加速受損心臟組織的修復。因此，Chaudhry說道，相似的情形可會能發生胎兒細胞移轉至大腦時。「我想這些細胞移轉到母親大腦裡，且分化成神經元。」

一項2010年發表在《Stem Cells and Development》上的研究指出，胎兒細胞能移轉至母鼠大腦裡，且生成神經元，Nelson說道。但她也說道，相似的情形是否也發生於人體上，目前仍不明確–而且要確切地提出證據，證明阿茲海默症與母胎微嵌合之間的關聯十分地困難。一部分是因他們沒有這些女性的懷孕資料。「 必須說，我們真的不知道。希望這樣的研究在未來能被完成，但是以人體為樣本做研究實在是太困難了。」

資料來源：Bearing Sons Can Alter Your Mind – ScienceNow [26 SEPTEMBER 2012]