2009年9月9日

一月紀聞國外篇--2009.9(477)

基因決定人類睡眠時間長短
8/14 根據美國加州大學傅英惠(Ying Hui Fu)研究小組公布的一項研究報告顯示,人類每晚所需睡眠時間長短的關鍵,在於單一基因的突變,這份報告刊登在Science期刊。

該研究以一對平均睡眠時間低於8.5 個小時的母女,做為檢驗對象。根據醫學研究,保持8.5小時以上的睡眠時間,是正常情況下維持人體健康的必要守則之一。然而這對母女的睡眠時間雖少於正常人,其生活作息卻與常人無異,因此科學家對她們進行血液檢驗,發現她們身上的Dec2基因皆有發生突變。

過去的研究便已認為Dec2能夠控制人類的晝夜節律,也就是制約人類每天的行為模式循環,日出而作,日落而息。研究小組隨後針對老鼠跟果蠅,進行Dec2的突變實驗,結果發現,這些基因被修改過的實驗動物,在晚上仍常活動,且睡眠時間有明顯減少。

傅英惠表示︰「研究結果可以提供為何基因突變的人終其一生即使睡眠很短,生活都不受影響的解釋。」傅英惠估計,全人類中可能僅有3%的人帶有這種突變基因,目前小組打算進一步研究,能否用藥在不帶有這種突變基因的人身上,同樣達到減少睡眠時間的效果。

美國發現人類瘧疾源自黑猩猩
8/4 美國加州大學爾灣分校(University of California, Irvine)的艾雅拉(Francisco Ayala)研究團隊,發現黑猩猩可能是人類感染瘧疾的源頭,結果刊登於《美國科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Science)。

人類感染瘧疾的歷史非常久遠,最早的文獻記載甚至可追溯到4000年前,一直到奎寧問世以後,才能有效治療這種由瘧原蟲帶來的疾病。雖然知道瘧原蟲(Plasmodium falciparum)是透過瘧蚊來傳播,過去人類卻無法確定瘧疾的真正來源,只能推測在史前時代瘧疾便已在人類之間感染。直到近日,才有新的醫學證據發現,這個源頭竟是人類的近親——黑猩猩。

非洲喀麥隆和象牙海岸一帶的野生黑猩猩血液樣本顯示,牠們身上帶有寄生蟲亞種瘧原蟲(Plasmodium reichenowi),和人身上的瘧原蟲是近親,科學家推測,感染人類的瘧原蟲可能是從亞種瘧原蟲演變而來。

報告指出,人類可能是在史前時代發展農業的時候,深入黑猩猩的棲地,而讓兩者有了接觸,使得後者體內的寄生蟲透過蚊子傳播,找到人類作為新的寄主。但也有另一派說法,認為瘧原蟲是先寄生在人身上,之後才傳染給黑猩猩,而演化成不同的瘧原蟲株。研究者也警告,今日人類變本加厲入侵僅存的森林棲息地,可能會使更多新病原體移轉到人類的風險升高。

破解愛滋病病毒基因體結構
8/7 美國北卡羅萊納大學教堂山分校(University of North Carolina at Chapel Hill)教授威克斯(Kevin Weeks)研究團隊,已完成破解人類愛滋病病毒(HIV)基因體的結構,結果榮登於Nature期刊。

威克斯表示:「我們開始了解這個基因體使用何種技倆,幫助病毒逃過人類宿主的偵測。」

HIV病毒是以RNA來傳遞基因訊息,造成破解結構的難度更高,因為RNA 的單股構造可以和自己產生的蛋白質摺疊起來,變成錯綜複雜的3D結構。

之前的研究已先成功模擬出HIV基因體的小結構,而威克斯團隊使用了一種新的顯影技術SHAPE製作出基因體的影像。從他們做出的影像可看出HIV病毒的RNA與其摺疊的蛋白質關係,這些摺疊結構多半發生在轉譯這些蛋白質的基因區域,才會讓HIV病毒形成特殊結構。

山脈高度受限於氣候環境
8/13 丹麥阿胡斯大學(Aarhus)的恩高姆(David Engholm)團隊,研究山脈成形有了新發現。過去認為山脈高度是由地球板塊擠壓所決定,恩高姆則提出山脈高度受限於所處地帶氣候的新說法,研究報告刊登於Nature

恩高姆說:「冰河摧毀山脈的效果很驚人,你只要看看全球最活躍的山脈,一旦被板塊推擠超過其萬年雪線高度(snowline altitude),就不會再往上增高,便可了解它的影響力。」

所謂萬年雪線指的是永久積雪在水平面上的下限高度,因為受溫度影響,會隨著緯度的增加而降低,在這個高度以上的積雪通常不會溶解,而形成冰河。恩高姆的研究指出,這些山脈上的冰河,會抑止山脈本身的增高,所以山脈最高峰通常不會超過萬年雪線上方1500公尺。換句話說,世界第一高峰珠穆朗瑪峰與中印交界的哥德文奧斯騰峰(亦稱作K2峰),若非受到科學家口中所稱的冰河壓迫下的「鋸齒」(buzzsaw)效應,高度可能還會更高。這項研究也能解釋為何全球最高山脈不存在於南北兩極附近,因為其萬年雪線較低。

南極冰河崩解速度加劇
8/14 英國里茲大學的唐肯‧溫漢教授及其研究團隊發表最新研究數據,顯示在南極洲西部的松島冰河(Pine Island Glacier),目前消融的速度,已是10年前的四倍,若以這個速度持續下去,松島冰河預估會在百年之內完全消失,這篇報告發表於《地球物理研究通訊》(Geophysical Research Letters)。

若以15年前冰河消融的速度計算,南極洲冰河還能撐600年。但依照現在最新數據的融化速度,松島冰河在百年內就會完全消失不見。目前冰河正從中央開始消融,若整個松島冰河中央區塊融化,海平面將會上升3公分。研究團隊更提出警告,若其他區塊在連鎖效應下通通融解,最終海平面有可能上升20~30公分,對全球造成嚴重災難。

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