2009年7月6日

國際期刊傳真--2009.7(475)

「修剪」神經的機制
神經系統發展初期會快速生成神經元,並藉軸突的延伸建立神經網路。接著如同農夫為了要加強果樹的生命力,而修剪不必要的枝葉;腦部會發生軸突修剪(axonal pruning)與神經元死亡,以助神經連接發育。現在,美國加州Nikolaev 的研究團隊找出了其中的關鍵。

6號死亡受體(death-receptor-6, DR6)廣泛表現在發育中神經元細胞,正常細胞的死亡和軸突修剪,都需要DR6參與。β–類澱粉前驅蛋白(β-amyloid-precursor-protein, APP)是DR6的配位基,在營養缺乏的狀況下,酵素會切割APP而釋放出其胺基端(N-APP),並與DR6 結合而活化硫胱胺酸蛋白(caspase)的訊息傳導,造成神經元凋亡以及軸突退化。此外,推測APP-DR6 機制也可能與阿茲海默症的發生有關。

按下催化劑的開關
科學家努力尋找「綠色」材料以減少對環境的負面影響,其中催化劑扮演重要的角色,它能增加反應效率,提供更多選擇。

然而,最大的挑戰在於如何控制催化劑的活性,使之能夠在適當的時機「開」或「關」,目前常用的方法包括調整pH值、光或溫度等因子。而荷蘭Sijbesma的研究團隊發展出一種新方法——超音波。研究人員以金屬銀和釕(ruthenium)為基礎催化劑,在溶液中藉由超音波產生的機械力,打斷金屬和配位基的鍵結,進而活化催化劑的活性。此方法成功地讓銀–氮異環碳烯(N-Heterocyclic Carbene, NHC)的過渡金屬錯合物進行轉酯化反應(transesterification),也促使釕碳烯錯合物催化烯烴複分解反應(olefin metathesis)。這個新方法擴展了未來發展新催化劑的可能性。

植物細胞提供落腳點
依賴昆蟲授粉的開花植物,在其花瓣上多具有錐狀表皮細胞,過去並不清楚其功能。但英國劍橋大學Beverley Glover等人設計了一個巧妙實驗,證明這些錐狀細胞能夠為蜜蜂提供附著所需的摩擦力。

研究人員用環氧樹脂模型模擬金魚草的花瓣,以排除香味及顏色的影響,並在花瓣中的小管道填充蔗糖。模型表面分為平滑面或模擬錐形表皮細胞的紋路。觀察這兩種花瓣對西洋大熊蜂(Bombus terrestris)的吸引力,模型水平放置時,平面和有紋路的花瓣,對蜜蜂具有相同的吸引力;然而,一旦將模型傾斜或垂直放置,蜜蜂就會傾向選擇「粗糙」表面的花瓣。證明錐狀表皮細胞有助授粉者落腳,進而增加授粉機會。蜜蜂幫忙授粉,植物也幫助蜜蜂更輕鬆地採蜜,這可能是共同演化下的結果。

看見波動的中心
光到底是粒子還是波,曾在物理學界引發熱烈爭論。泊松(Poisson)亮點實驗原本是在推崇粒子說的前提下所提出,沒想到卻誤打誤撞,證明了光的確具有波動性——當以圓形的障蔽物遮蔽點光源後,若在其障蔽物後方架設一道屏幕,則陰影的中心點便會因為有相同的光程差,而在建設性干涉下形成亮點。

挪威Bergen大學的Thomas Reisinger ,利用低溫並單調的氘分子雷射作為光源,成功重複泊松亮點實驗。這是世上首次在泊松組態上,以物質取代傳統光源。此實驗將可應用於原子雷射的橫向同調性(transverse coherence)研究。此外,泊松亮點將大分子鍍於物質表面時,可有較高的橫向準確度,這將提供以電子束誘發沉澱技術一個新的研究方向,進而獲得更快速且更準確的沉澱方式。

「快樂」才不會酗酒
美國加州大學舊金山分校的Ulrike Heberlein,透過全基因體掃瞄技術,發現果蠅「快樂時光」基因(happyhour)與酒精代謝有高度相關性。

研究團隊指出,當「快樂時光」基因發生突變後,果蠅對酒精的鎮靜效果較不敏感,而可能導致「酗酒」行為。雖然詳細作用機制仍不清楚,但初步結果顯示,正常的「快樂時光」基因表現時,能透過抑制上皮成長因子(EGF)傳導路徑,增加個體對酒精的抗性。用於非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer)的標靶藥物得舒緩(Tarceva)和艾瑞莎(Iressa)的抑制標的,正是上皮成長因子受體(EGFR)。實驗發現,對果蠅施以這兩種藥物後,其酒精的攝取量明顯減少,此做法未來或許可應用於酗酒患者。不過在藥物之外,相信「快樂」才是避免酗酒的最好良方。

南極企鵝顯蹤跡
企鵝家族中體型最大的皇帝企鵝,分布在南極大陸及其沿海。過去研究推估,在南極共有34 個皇帝企鵝的繁殖群落,但嚴酷的氣候阻礙了科學家深入企鵝家園進行觀察,以至於企鵝群落的研究久久無法更新。英國南極觀測站衛星影像專家Fretwell和生態學家Trathan ,藉由檢測南極衛星影像(Landsat Image Mosaic of Antarctica, LIMA),改寫先前對企鵝族群的紀錄。

黑白色的企鵝容易融入純白的冰原背景中,用衛星影像也無法清楚分辨,但由於企鵝的排泄物會將冰原染成棕色,可以藉此觀測企鵝群聚的地點與族群的數目。今發現共38 個群落,其中有新發現的群落,也有修正之前推測的群落位置。新研究可監測並預估未來企鵝族群的改變,也可由企鵝群落的位置,了解環境變化對牠們造成的影響。

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