2010年11月12日

國際期刊傳真 --2010.11(491)

靜電陷阱捉微粒
準確地捕捉目標,對任何領域而言都是非常重要的技術。由於粒子在液體中會進行布朗運動,使得捕捉奈米微粒至今仍是一大挑戰。瑞士聯邦理工學院的Krishnan等人因而設計了可以捕捉奈米微粒的「靜電陷阱」。

他們用微機電技術製造出一個由矽和玻璃組合而成的奈米尺寸裝置,內有一300奈米高的區域,因為尺寸極小,所以奈米微粒可在此區域內漂浮於水中,就像太空人在無重力環境,不會因重力沉降至底部。當此裝置充滿水的時候,因為矽和玻璃的表面都帶有負電,此時帶有負電的微粒便會因靜電排斥力而被排斥遠離壁面,使得奈米微粒被困在區域最中央的位置。此靜電陷阱可以捕捉到任何體積夠小(半徑20~100奈米)且帶有足夠表面電荷的微粒。此裝置的研發將可促進奈米粒子實驗的進展。

影響身高的基因群
多數人會將自己的高矮歸因於父母親的遺傳,雖然目前的研究已確定基因會影響身高,但不像ABO 血型由單一基因決定,而是由多種基因共同決定,只是仍未確定有哪些基因參與在內。

由世界各地近兩百位研究員所組成的一個專門研究人體遺傳性狀的協會,近來發表一篇探討身高與基因的研究結果。他們以全基因體關聯性研究(genome wide association studies, GWASs),分析了來自美國、加拿大、歐洲及澳洲共18萬3727人的基因資料,發現180個可能與人體身高相關的基因座(genomic loci)。這些基因大多與骨骼成長相關,也發現少部分之前不被認為與身高有關的基因,例如當中有5 個基因座,與骨質密度、類風溼關節炎及肥胖疾病等有關。此項研究,為破解身高基因之謎邁出了一大步。

安全轉換幹細胞
將已分化的細胞重組轉變成其他類型的細胞以供醫療的需要,現在已不是遙不可及的夢想了。2007 年日本生物學家山中伸彌的研究團隊利用反轉錄病毒質體, 在已分化細胞中表現Klf4c-MycOct4Sox2 這四種基因,成功地將成體細胞逆轉成胚胎狀態,做出具有分化能力的「誘發性多能幹細胞」(induced pluripotent stem cells, iPSCs)。然而,在之前的實驗中表達上述四種基因的細胞,都可能發生癌化或突變。

針對這樣的問題,美國哈佛大學的Rossi 研究團隊,利用合成的mRNA ,在纖維母細胞(fibroblast)表達這四種基因的蛋白,非常有效率地誘導細胞轉變成為肌原細胞(myogenic cells)。由於實驗結果在細胞中沒有造成DNA 突變,因此有潛力引領未來再生醫學發展。

對不起,騙了你
大自然界,不只有動物才懂得為了繁殖去偽裝欺騙。事實上,植物也會利用模擬雌性昆蟲的氣味或是外形,成功地增加授粉的數量。然而這種性欺瞞(sexual deception)的招數,過去只在蘭科植物上觀察到,現在南非的植物學家Ellis 和Johnson發現另一種植物也懂得此道。

美麗的雛菊存在各種形式的花瓣。針對南非雛菊(Gorteria diffusa)的研究發現,有著昆蟲翅膀般裝飾的花朵,特別容易吸引交配慾望活躍的雄蟲,因此傳播了大量的花粉。而雄蟲對於翅
膀裝飾較小或甚至沒有的花朵,反應則是「性」趣缺缺,自然授粉量就降低許多。此外,雄蟲傳播花粉的效率也比沉靜的雌蟲明顯高上好幾倍。這個研究,首度證實除了蘭科植物,也有其他的植物利用性欺瞞,成功地增加授粉機會。

預防腎結石的新方
當尿液中的水分與礦物質含量不平衡時,容易形成腎結石。大部分腎結石的成分是草酸鈣,但胱氨酸尿症患者的腎結石是由L–胱胺酸的結晶所造成,結石發病時間早、復發率高,且罹患慢性腎臟疾病的機率也高。該疾病的發生率在美國大約一萬五千分之一,在台灣可能更低,因此臨床研究少,治療方法數十年如一,雖然有效,但副作用大。

如今,紐約大學Rimer 等人提出一個新方向。該研究團隊研發出兩種L–胱胺酸的類似物—— L –胱胺酸二甲酯(L-cystine dimethylester)和L –胱胺酸甲基酯(L-cystine methylester),以原子力顯微鏡(atomic force microscopy)觀察,這些類似物可以改變L –胱胺酸結晶的特性,它們結合在結晶的表面,破壞L- 胱胺酸的聚集,成功抑制腎結石結晶形成。

帕金森氏症新解
全世界約有500 萬人為帕金森氏症所苦,但科學界尚未釐清此疾病的分子致病機轉。運用系統生物學方法,分析了上百份腦組織樣本的基因表現後,美國布禮根醫學中心Scherzer等人發現調控細胞能量的基因,可能與帕金森氏症息息相關。

研究人員試圖找出患者有什麼基因表現出錯,他們新發現了10 個與疾病有關的基因,分別參與細胞中能量工廠粒線體的電子傳遞鏈或葡萄糖代謝路徑。其中過氧化小體增生活化受體γ共同活化子– 1 α(PGC-1 α)基因在病人中表現量過低,此基因所表現的蛋白質就是粒線體電子傳遞鏈中的一員。進一步的實驗發現,如果在培養的大鼠神經細胞中大量表現PGC-1 α,則這些細胞可以抵抗外加化學藥物所導致類似帕金森氏症的癥狀。未來可能作為治療此病的解藥。

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