2010年6月8日

一月紀聞國外篇 --2010.6(486)

小行星上發現薄冰層
4/29 日前在Nature上有兩篇論文不約而同地提出小行星上含有水分的證據。兩個研究小組都是利用美國航太總署設在夏威夷的紅外線望遠鏡設施(Infrared telescope facility),觀察位於太陽系主小行星帶的小行星司理星(Themis),並且一致顯示其表面含有薄冰跟有機化合物。

過去天文學家認為小行星比彗星接近太陽,受太陽影響表面不可能存在水分;相對地,彗星運行的大部分時間離太陽較遠,所以能保有水冰成分。美國約翰霍普金斯大學瑞弗金(Andrew Rivkin)團隊與佛羅里達大學坎平斯(Humberto Campins)團隊的發現推翻了這個認知。

司理星身為在2006年所發現的兩顆彗狀小行星的來源天體,由於能夠產生類似彗星的小星體,引起學者的好奇。瑞弗金團隊在6年內觀測司理星24次,蒐集這顆小行星表面的反射光吸收光譜,結果發現有一區的數據顯示該區被水冰覆蓋,同時還出現碳氫化合物的光譜特徵,也就是含有機化合物。

同樣也在研究司理星的坎平斯團隊,則是隨著司理星的自轉,長時間連續地觀測司理星,獲得其表面各種角度的資料。觀測得到的結果與瑞弗金團隊相同,顯示司理星中的確有可能存在著水分。至於這些水為何沒被蒸發掉?目前提出的假設是水分原本可能存在於司理星內部,緩慢地被釋放到表面,躲避太陽直射結成薄冰層。兩個團隊的下一步目標,便是確認是否還有更多的小行星上也存在著水分。
現代人身上的尼安德塔人基因
5/6 根據一項跨國基因體的研究結果,現代人的祖先極可能曾經與尼安德塔人(Neanderthals)混血,這項研究有助於進一步了解現代人的演化過程。

過去的研究認為,曾經遍布歐洲與西亞地區的尼安德塔人在演化上與現代人的血緣關係最為密切。研究團隊從克羅埃西亞的尼安德塔人遺骸蒐集到DNA 片段,與中國、法國、巴布亞紐幾內亞、南非與西非等5種現代人的基因組序列比較,結果顯示尼安德塔人的基因體序列與非洲以外的族群較為類似。另外比較尼安德塔人與現代人的認知發展、頭骨結構、能量代謝、肌膚型態及生理機能的相關基因後,發現現代人有多達4%的基因可能來自尼安德塔人。

跨國研究團隊領導人之一,加州大學聖克魯斯分校的葛林(Richard Green)表示:「我們現在可以說,尼安德塔人的基因極有可能流入現代人的身體。」另一外位團隊領導人,德國普朗克研究所的帕博(Svante Paabo)也表示:「這是我們首次有能力找出遺傳特徵,可以分辨我們與其他生物體的差異,包括在演化上與我們關係最密切的尼安德塔人。」根據研究團隊的推測,現代人的祖先極可能是在離開非洲,往歐亞大陸發展前,在中東與尼安德塔人接觸、混血,使得對方的基因留在現代人體內。

登革熱病情加重 prM抗體是原因
5/7 英國和泰國科學家發現,為什麼有些重複感染登革熱病毒的民眾,會出現出血熱和休克等嚴重的症狀,甚至有時會致命,該研究報告刊登在Science上。登革熱病毒由病媒蚊傳播,分成四種不同類型。感染過其中一種登革熱後,再感染到不同類型登革熱的人,其病情似乎比會比第一次感染的病人還要嚴重。過去專家一直無法解釋原因,現在發現問題可能出現在免疫系統。

研究小組在分析登革熱患者的血液樣本後,發現人體會製造一種叫做prM的抗體來對抗登革熱,但這個抗體在面臨不同類型的登革熱感染時,並不是很有效率,而且還會改變病毒的抗原構造,讓免疫系統難以發揮。該現象解釋為什麼第二次感染登革熱的人,症狀會更嚴重且危險。這也讓登革熱疫苗有了一點眉目,如果能避開這些prM抗體的干擾,應該能製造出有效的疫苗。

主導這項研究的史克里頓(Gavin Screaton)表示,研製疫苗最主要的挑戰,在於有四個不同類型的登革熱病毒株,必須在一劑疫苗中,就能打擊這四種病毒株,才能預防這種疾病,這也是研究者現在正努力的目標。

奈米DNA機器人 醫學生力軍
5/12 美國哥倫比亞大學已成功研製出外型似「四腳蜘蛛」的奈米微型機器人,有朝一日可望在人體內執行疏通動脈血管、修補受損組織、排除癌細胞等工作。奈米蜘蛛機器人的直徑只有4奈米,約為人髮直徑的10萬分之一。它的身體是由鏈黴抗生素蛋白(Streptavidin)構成,四條腿則是單股DNA ,其中一條腿負責將身體泊定在起始點,而另外三條腿則可藉由限制酶和接合酶切割並重新黏合DNA 序列,產生移動效果,移動的方式與一般工業用機器人一樣,沿著同樣以單股DNA 製成的軌道前進。

領導這項實驗的斯多加諾維克(Milan Stojanovic)表示,未來希望能夠讓奈米蜘蛛辨識細胞表面的疾病標記,判定是否為癌細胞並釋出特殊化合物摧毀癌細胞,為醫學開拓出一片新領域。這份刊載在Nature上的成就,讓奈米機器再度耀眼起來。

實現量子光電零件的第一步
5/16 由於電腦晶片的尺寸不斷縮小,半導體即將面臨巨觀物理法則的極限,因此利用量子效應來達到資訊的傳輸與運算,是半導體進軍微觀世界的前提。

德國普朗克研究所的瑞普(Gerhard Rempe)團隊,利用一種特殊的物理現象——電磁波引發透明(electromagnetically induced transparency, EIT),完成單原子光電傳輸技術。過去的研究已能利用符合EIT 現象的介質,達到以光操作光。瑞普團隊進一步以EIT 介質設計只能容納1 個原子的光子陷阱,讓這個原子擔任傳輸器的角色,平時阻斷通過光子陷阱的光束,但當該原子被研究者操控的雷射激發時,就會讓原本被阻斷的光束通過。這個技術可讓光電的傳訊縮小到單原子範圍,有助半導體研發。

回本期目錄

沒有留言: