2009年11月6日

國際期刊傳真

壞分子也能做好事
活性氧分子(reactiveoxygen species, ROS),如自由基,常被認為是造成癌症或其他疾病的元兇。然而, ROS 不單單只是個壞分子,透過這類分子,人體可以引發免疫反應來消滅入侵者。最新的研究還發現,ROS 具有幫助免疫細胞早期發育的功能。

在哺乳動物的造血系統中,造血幹細胞(hematopoietic stemcells)僅含少量的ROS,但分化成共同髓系源母細胞(commonmyeloid progenitors, CMP)後卻會產生濃度相當高的ROS 。美國加州大學Owusu-Ansah 和Banerjee研究發現,在果蠅的淋巴腺表現抗氧化及清除ROS 的蛋白GTPx-1 或catalase 以降低ROS 濃度,源母細胞分化為成熟血球細胞的比例大大減少。反之,增加ROS 濃度,可以促進源母細胞的分化。
與細菌共浴
你可知道,當你在浴室裡沖澡高歌的時候,有許多「微小」的聽眾正在欣賞嗎?蓮蓬頭上住著許多微生物,因為它提供了一個溫暖、潮溼又黑暗的環境,還有少量養分讓微生物生長,所以蓮蓬頭表面極易產生由一群微生物聚集而形成的生物薄膜(biofilm)。

美國科羅拉多大學NormanPace的研究團隊檢測了全美9個城市中45 個用戶的蓮蓬頭,利用rRNA基因的分析比對,發現細菌種類雖然繁多,但仍有其專一性,多數生物膜都含有非結核分枝桿菌,其中又以鳥型結核菌成長最快。研究也發現,在蓮蓬頭表面微生物的含量超過水中微生物含量的100倍以上。由於非結核分枝桿菌屬於伺機性感染菌,容易感染免疫力不佳的人,因此維持蓮蓬頭清潔,可減少吸入病菌的機率。

溫室效應下的蟲蟲危機
中國自古以農立國,「蝗蟲過境」一直是農民們最害怕的景象。數千年來蝗蟲的暴發年份和時節一直難以預測。最近南京中國科學學院的地理學家們,觀察過去1000 年以上的蝗蟲暴發紀錄,再配合當時的氣候資料分析發現,原來蟲災的發生,和氣候有極密切的關係。

在中國北方的黃河流域,蝗蟲易暴發於溫暖乾燥的夏天或是溫暖潮溼的冬天。而在南方的長江流域則較好發於暖溼的春天。利用樹木年輪與冰帽(ice cap)紀錄等去推測過去300年,乃至1000 年的氣候溼度與溫度也發現,蝗蟲災害的發生與較高的氣溫有顯著相關。原因或許與蝗蟲卵在溫暖的氣候中較易保存有關。然而,這也暗示著正在因溫室效應而日漸暖化的中國大陸,日後可能會變成蝗蟲大量繁殖的「溫」床。

激發的磁場
磁性材料的普及,不僅加快檔案傳遞的速度,也隨著周邊設備的開發大量豐富了人們的生活。然而磁性材料的開發受限於讀取和寫入的速度,傳統上利用平行的外加磁場來改變材料的排列方向,雖然轉換結果準確率極高,但速度也相對緩慢;若外加的是垂直磁場,速度可以加快到100 皮秒(picoseconds),但是其轉換結果較可能會出錯,因此這兩種方式都仍有部分缺點。

荷蘭的Kadir Vahaplar 教授與他的研究團隊透過時間解析的激發– 探測顯微鏡(t i m e -resolved single-shot pump-probemicroscopy)及雷射系統找到了全新的路徑來進行磁化方向的反轉。實驗證明利用兩次雷射的激發,將可以在30 皮秒內達成讀取與寫入的工作,此速度為目前已知速度的十倍以上。其應用有望引領未來的電子產業革命。

微波作用的奧祕
微波爐無疑是我們生活中最方便快速的加熱產品。而微波的功能並不止於此,事實上利用微波能量(microwave energy)引發化學作用的概念已陸續被應用在有機物合成、聚合物化學、材料科學、奈米科技,與生化反應上。然而,究竟是「微波引發的熱」還是「電磁場」促成化學反應進行,一直沒有定論。而奧地利Karl-Franzens 大學的化學家Oliver Kappe 等人利用簡單的實驗設計,釐清了這個問題。

Silicon carbide(SiC ,碳化硅),是一種可以強力吸收阻絕電磁場的導熱材質。利用這樣的材質做成試管來進行微波反應,再與一般可被電磁穿透的Pyrex玻璃試管做比較發現,數種化學反應,在2 種材質中進行的反應速率都沒有顯著差別。因此,微波所提供的熱才是引發化學反應的重要因素。

遠古琥珀的來源
琥珀是樹木受到創傷時分泌的樹脂,埋藏於地層中經年累月所形成的化石。1萬3000年前居住於波羅的海附近的新石器時代人類就懂得收集琥珀,除了美觀與收藏價值外,藉由分析琥珀的化學結構,還可以揭露遠古植物演化與生物合成的機制。

過去認為大部分的琥珀化石是中生代(2 億5000 萬年前)或新生代(6500 萬年前)的被子植物所產生,新的研究則發現比被子植物更原始的植物,也可以產生同樣化學結構的琥珀。琥珀是由聚類萜(polyterpenoids)等複雜的化學分子所組成,美國南伊利諾大學的的Bray 和Anderson發現存在於3.2 億年前石炭紀沉積物中的琥珀,和被子植物所產生的琥珀的組成物相似,這暗示了比開花植物更早出現的裸子植物,已經具有形成複雜的聚類萜組成樹脂的生物合成機制。

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