2010年6月8日

國際期刊傳真 --2010.6(486)

「足」以發聲
動物有許多極為精巧的溝通方式,藉由聲音、光影顏色、化學氣味或是舞蹈動作來表達求偶、合作、警戒或示威。經研究發現,許多溝通的表現方式其實是源自一些非訊號的行為,如簡單的走路動作。加拿大卡爾頓大學Jayne Yack團隊發現鉤蛾類(Drepana)會利用震動進行溝通,其中的蒙面樺木鉤蛾幼蟲(Drepana arcuata Walker)藉摩擦葉子發出聲響,以宣示對葉子的所有權。

進一步比對36種鉤蛾類幼蟲後,發現較古老的鉤蛾類幼蟲具有臀足(anal prolegs);而較新演化出的鉤蛾類不具有臀足,但具有用來發出聲音的毛髮狀組織。他們推測原本鉤蛾類幼蟲是用足走向入侵者,再藉由打架來宣示所有權;但在有了由足演化而成的發聲組織後,便可有效警告對方,還可以避免兩敗俱傷。

攔截毒素
曾經被用來當作生化武器的蓖麻毒素(ricin)萃取自蓖麻(Ricinus communis)種子,只需極低劑量就足以致死。此毒素能抑制蛋白質的合成,進而造成細胞死亡。

法國國家科研中心的Bahne Stchmann團隊發現能有效抵禦蓖麻毒素的分子,在篩選1萬6500種化學合成物後,他們找到兩種小分子可以阻止蓖麻毒素在細胞內的運送。透過活體試驗,更證實其中一種分子,能有效提高中毒小鼠的存活率。這些小分子可以阻止蓖麻毒素通過早期核內體–反式高基氏網(earlyendosome-TGN)並運送至細胞內質網的過程,有效阻止蓖麻毒素抑制蛋白質合成的作用。此外,這些小分子亦可阻止由細菌分泌的志賀氏毒素(Shiga-liketoxins)運輸,提供對這類型毒素良好的治療方法。

絲綢也能成良醫
將電子式的生醫裝置植入人體內,可檢測各種生理資訊。然而,如何讓堅硬、平面式的半導體晶片服貼於柔軟有弧度的組織上是一大挑戰。美國伊利諾大學的John Rogers及賓州大學的Brian Litt團隊因此研發出以絲綢為載體的植入式生醫裝置。

絲綢既柔軟又輕薄,研發團隊選用生物可吸收的絲綢薄膜,在薄膜上印刷電極陣列,然後將其植入貓的大腦表面,植入後絲綢薄膜會自然分解,電極陣列就可與腦組織緊密契合,記錄腦部活動訊號。將只有2.5微米厚的絲綢薄膜植入貓腦的視覺感應區域後,電極陣列不僅能夠忠實地記錄神經活動,而且植入後沒有引發任何免疫反應。由於超薄絲綢薄膜能與腦組織更緊密地結合,將可顯著改善大腦訊號的記錄,並可望應用於其他組織以達到更好的檢測和治療效果。

看得透澈的顯微鏡
螢光顯微鏡是細胞生物學研究中一項不可或缺的工具,然而無法清楚看到細胞的內層結構一直是現今螢光顯微鏡的侷限。最近,瑞士蘇黎士大學的光學物理學家Ivo Vellekoop和Christof Aegerter發展出新型光源,成功突破傳統儀器的限制,讓顯微鏡可以看得深入又清楚。

一般顯微鏡的光源通常是易聚焦但無法繞行的直進光,不便於觀察深層結構。而以散射光為光源,雖然可以達到穿透組織的效果,但由於散射光聚焦不易,因此解析度不佳。新研究發現,只要將散射光源傾斜一定的角度,就可讓光線穿透物體後依然能清晰聚焦,達到與直進光光源顯微鏡相仿的解晰度。這種新型的散射光螢光顯微鏡,能以非侵入性的方式,清楚觀察活細胞的內部結構,將成為細胞學研究的一項利器。

肥胖的理由
由於現代人的生活習慣與飲食日趨西化,新陳代謝症候群的發生率也隨之節節升高,它的症狀包括胰島素抗阻、腹部肥胖以及血脂異常,這些都與引發第二型糖尿病和心血管疾病息息相關。新陳代謝症候群的成因很複雜,單從遺傳方面想了解代謝相關的性狀表現,實為困難重重,其中一個原因就是基因表現會受到環境的影響。

為了研究基因與環境的關係,美國北卡州立大學的Reed團隊利用146種品系不同的果蠅株,觀察在攝取高脂質、低卡路里或高糖等不同食物後,果蠅體重的變化情況。研究人員發現單就果蠅所吃的食物,也就是外在環境的不同,不足以解釋一些和代謝有關的性狀表現,如血糖或脂肪儲存的變化。基因與環境因子兩者的結合才能左右果蠅的代謝,進而造成體型胖瘦的改變。

老化的大腦
人類的壽命越來越長,因老化而產生的失智現象也越來越普遍。為什麼記憶與學習的能力會隨著年齡增長而衰退?科學家推測可能與基因表現的改變有關。

德國哥廷根歐洲神經科學研究所的Fischer和他的同僚,發現3個月大的小鼠在學習的時候,牠們海馬迴處細胞的1500種基因表現會增加;可是用同樣的記憶測驗分析16個月大的小鼠時,這些「促進學習」的基因表現顯得沉寂。經深入研究後,發現年輕的小鼠中,包裹這群基因的組蛋白H4的第12個胺基酸——離胺酸(H4K12)都被乙醯化(acetylation)了,乙醯化的H4K12可使得DNA結構變得較鬆散,進而提高基因表現。在施以增進蛋白質乙醯化藥物後,便可以提升年老小鼠的學習能力,這個研究為失智症的治療開啟另一扇門。

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