2009年3月10日

國際期刊傳真--2009.3(471)

迷失的細胞核
已知若LMNA基因突變,會造成一種十分罕見的肌肉失養症(autosomal dominant-Emery Dreifuss muscular dystrophy, ADEDMD)。LMNA基因表現lamin A 、laminC 兩種蛋白質,對細胞核外層的核纖層很重要。令科學家感到疑惑的是,在所有細胞都會表現的lamin A、lamin C,發生突變後,為何只會影響到特定組織(如肌肉)呢?

美國國家癌症研究院Tom Misteli,針對AD-EDMD小鼠研究發現,其肌纖維細胞核的分布不正常。一般肌纖維有數百個細胞核,大都位於神經肌肉接合處(neuromuscular junction,NMJ),但LMNA基因突變導致AD- EDMD 的患者,其變異lamin A 會造成調控肌纖維細胞核位置的SUN2和Nesprin-1蛋白質表現錯誤,因而無法將細胞核召集到NMJ ,於是肌肉組織發生病變。

大頭大頭打架不愁
鬥蟋蟀是中國流傳已久的文化,黃斑黑蟋蟀(Gryllus bimaculatus),台語俗稱「烏龍仔」,是民間鬥蟋蟀的主角。因為天性好鬥、地域性強,使牠們也成為西方研究雄性侵略性(male aggression)的模式動物。

中國人根據八百多年的鬥蟋蟀經驗得知,蟋蟀以「虎頭老鼠尾」的體型最好,因為比賽是靠利齒互咬,頭大牙齒就大,因此「大頭」的品種最受歡迎。加拿大多倫多大學的Kevin Judge 和Vanessa Bonanno ,利用科學實驗證明,「大頭」的確是雄蟋蟀的一項武器,他們讓體型相似的蟋蟀互相比賽,結果發現有較大頭殼和口器的蟋蟀,獲得75%的勝利;而且,頭殼尺寸相差越大,大頭的蟋蟀越容易贏得勝利。這是第一個證據證明頭殼和口器的尺寸,是演化過程中雄性與雄性相互競爭下的一種正向篩選(positive selection)結果。

何處惹「塵埃」
星際間的「塵埃」(dust)主導著宇宙間的物理化學特性,對於星系的演化,扮演著至關重要的角色。星際中,塵埃的來源主要是星球的噴出物,但是,早期原始星系塵埃從何而來,仍是個謎。一般認為「塵」源應該來自超新星(supernova)爆炸後的產物,而美國康乃爾大學Greg Sloan 等組成的跨國研究團隊則發現另一可能。

他們利用史匹哲太空望遠鏡的觀測數據,發現在鄰近約28萬光年的玉夫座矮星系,一個極類似於宇宙邊緣之原始星系的環境中,存在著一顆命為MAG29的碳星。碳星是一種大氣層內的碳比氧多的恆星,具有非常明顯的光譜特性,一般是晚期星。此外,碳星可產生豐富的塵埃,極可能在早期宇宙的塵源提供上有著一定程度的貢獻。這樣的研究,有助於天文學家對原始星系形成有更多的了解。

量子液體之普適律
一維量子液體通常以「樂廷格液體理論」(Luttinger liquid theory)——一種有效率的流體動力理論來說明。不同於費米液體,樂廷格液體可以描述系統的低能性質,因此其定律可以適用範圍更廣。然而目前的液體定律,都是單純地假設組成粒子是在一維的線性狀態,所導出的線性流體動力論。

美國耶魯大學物理系的Adilet Imambekov 與Leonid I. Glazman現在證明,要測量動力反應函數,其實是需要將非線性的一般光譜也納入考慮,再進而去推導量子流體動力論。這種非線性熱庫(leads)的例子,包括譜函數(spectral function)的定性改變特性。這種包含非線性量子液體的理論,可以應用的範圍非常廣, 包括了一維、費米(fermionic)、自旋(pin),與絕對零度附近時呈現的超流性物態——玻色(bosonic)系統中。

疫苗發展新希望
C型肝炎病毒(hepatitis C virus, HCV)會引起慢性肝炎,引發肝硬化及肝癌,自然界中只感染人類與黑猩猩,由於缺乏適當的小型動物模式進行研究,疫苗的發展因而受阻,目前尚未研發出有效的疫苗。美國洛克斐勒大學的Ploss等,找出HCV進入細胞所需的一個蛋白質,可望建立更有效的小型動物模式。

研究人員指出,HCV只專一性地感染人類的肝細胞,可能與細胞表現的特定蛋白質有關。過去的研究已知,HCV藉由CD81、SR-BI和claudin-1這三種蛋白質穿透細胞膜,入侵人類肝細胞;但是僅有這三種蛋白質,並不足以讓病毒感染非人類的細胞。新的研究發現第四種關鍵因子——人類細胞的連接蛋白occludin,更加釐清了病毒進入細胞的途徑,對實驗上所需的小鼠模式建立有莫大幫助,未來疫苗的研發將更為便利。

古老森林影響大
白堊紀到古第三紀早期時,氣候比現今溫暖,大氣中二氧化碳含量也比現今至少高上兩倍,高緯度的極地,森林遍布。學者以5種活化石植物作為古代森林的代表,研究發現億萬年前存在的森林對當時全球氣候造成的影響,可能比先前的預期來得大。

累積4年的觀測,英國雪菲爾大學的David Beerling、西班牙赫羅納大學Laura Llorens,發現樹木釋放出高於預期濃度的單帖烯(monoterpene),這是一種會造成煙霧質的化合物,會增加雲的覆蓋面積。尤其在極地夏天長日照時期,釋放量達到最高。

1億4500萬年至6500萬年前,地球上森林的覆蓋率高達40%,以此看來,研究團隊推論森林釋放的單帖烯,對大氣中的化學平衡與氣候的影響不容小覷,這些生物效應也可能是古代溫室效應的重要指標。

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