2010年1月4日

國際期刊傳真

嗜糖過量命不長
喜歡甜食的人可要小心了,甜食除了會讓人蛀牙和發胖外,還會縮短壽命。

為了研究糖類影響壽命的機制,美國加州大學舊金山分校的Cynthia Kenyon 和她的研究團隊利用線蟲為研究材料,發現長期在飲食中增加2%葡萄糖的線蟲,其平均壽命相較於正常飲食的線蟲會縮短20%。

進一步的研究更發現,飲食中的葡萄糖會抑制長壽基因「FOXO轉錄因子」家族的DAF-16a和熱休克蛋白 HSF-1的活性,並降低aqp-1基因的表現。aqp-1基因能轉譯出負責轉運甘油的水通道蛋白,實驗也顯示葡萄糖引發的壽命減短效應會造成甘油的新陳代謝作用發生改變。科學家正一步步地釐清減短壽命的分子機制,雖然仍有不清楚之處,但嚴格控制糖分的攝取,絕對是延年益壽的養生之道。

燃料電池新突破
金屬有機骨架(Metal Organic Frameworks, MOFs)是一種突破性的多孔材料,它是由金屬離子及有機分子以配位方式連結形成的奈米支架結構,並能在結構中留下了額外的空間,容納客方(guest)分子。近年來對MOFs的研究,著重於MOFs在其空洞結構中的儲存功能,例如為燃料電池儲存氫。

加拿大卡加利大學的George Shimizu與其團隊製作了名為β-PCMOF2的MOF,並在其中置入1H-1,2,4-triazole(Tz)作為客方分子。經由電子測量和固相核磁共振光譜實驗結果皆證明,在150℃的無水狀態下,β-PCMOF2 的質子傳導能力會受到Tz的調控。此研究提供了一個能在高溫中運作的材料,有望做為新的固體高分子電解質燃料電池(polymer electrolytemembrane fuel cells)。

汙染的防護力
工業汙染物影響地球的氣候也危害人類健康。氟氯碳化物(chlorofluorocarbons)類的汙染物更造成臭氧層破洞,導致更多的紫外線侵入地球表面。然而最近的研究發現,這些汙染物也並非百害而無一利。

挪威奧斯陸大學的環境學家Gunnar Myhre等人發現,有些汙染物其實可以減少地表對紫外線的曝曬量。他們分析美國航太總署的TOMS(Total OzoneMapping Spectrometer)衛星針對地表14個區域的觀測資料發現,紫外線的照射量在極地,尤其是南極區有較高的趨勢;而在工業盛行的高汙染區,紫外線的照射量反而減少將近20%。研究人員發現,像二氧化硫、二氧化氮、硫酸鹽、硫或煤灰粒這類的汙染物似乎都有吸收或反射紫外線的能力,也因此部分彌補了臭氧層破洞帶來的威脅。

星暴區的伽瑪射線
宇宙中,恆星瞬時大規模形成的現象叫「星暴」(starburst),星暴現象通常是發生在大質量恆星於演化末期時發動的大爆炸之後。其劇烈爆炸下的高能產物,會與周圍的物質或電磁場作用,而加速高能宇宙射線如伽瑪射線的釋放,因此觀察宇宙間伽瑪射線的釋放量,就可窺知星暴星系(starburst galaxies)的活動。

最近上百位天文學家的國際聯合團隊,利用高能立體影像系統(High Energy Stereoscopic System, HESS),觀察到NCG253星暴星系的中心釋放出高達2200億電子伏特的高能伽瑪射線,星系中心的射線強度,約為星系其餘部分總合的5倍,而宇宙射線總能量是銀河系的1000倍以上。這是HESS自2004啟用以來的大發現之一,也為高宇宙射線密度中星系的形成提供重要研究方向。

熱血大恐龍
恐龍究竟是溫血、冷血或兩者皆有,一直是古生物學界中爭論的話題。先前認為大型恐龍是可維持較高體溫的冷血動物,而體型小的則較接近現代溫血動物。最近美國華盛頓大學的研究小組,針對恐龍化石與電腦模型的運算結果進行分析,提出推翻舊理論的新證據。

Herman Pontzer和他的同事利用2種新的生物力學模型重建14種絕種兩足恐龍在行走和奔跑期間的新陳代謝率,結果發現,大型恐龍的代謝率超出現代冷血動物的有氧能力(aerobic capabilities),而落在現代鳥類和哺乳動物的範圍之內。因此,為了要產生足夠的能量來維持正常行進,大型恐龍必須保持體溫恆定,但尚無法清楚估算小型恐龍的代謝率,不過,至少證實了大型非鳥類恐龍普遍屬於溫血動物的假說。

聚合酶的停看聽
自發現去氧核糖核酸的雙螺旋結構以來,核酸聚合酶(DNA polymerase)如何在複雜的架構下準確且快速地完成複製工作,始終是科學家矚目的焦點。了解核酸合成機制,將可加速藥物開發過程,在臨床上有很高的應用價值。傳統的實驗方式針對相同的聚合酶,卻得到不同的合成速率結果,可能的原因是聚合速率的平均值估計中,含入酵素非活動期的時間,而造成爭議性的結果。美國史丹佛大學的Schwartz與Quake採用了螢光能量轉移顯微鏡術(Fluorescence Resonance Energy Transfer)觀測大腸桿菌的聚合酶單分子核酸聚合速率。結果發現,在分離複製時的合成期與停止期後,聚合酶的合成速率約為每秒17個核酸,這是預期數值的10倍以上。同時也發現聚合速率在各聚合酶分子間存在50倍以上的高度差異性。

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