2010年7月30日

國際期刊傳真 --2010.7(487)

除害的細菌殺手
有一種昆蟲病原菌,叫做蘇力菌(Bacillus thuringiensis,簡稱Bt),在分化成孢子時會連帶產生殺蟲毒素— — 結晶蛋白(crystal protein),昆蟲幼蟲食入之後,可在蟲的腸道中作用,達到殺蟲效果。倫敦大學皇家哈洛威學院Ben Raymond和其研究團隊對Bt進行田野調查,發現在自然環境中,土壤和甘藍菜葉裡具有殺蟲效果的特化基因型菌株ST8最普遍。由於葉片是Bt的昆蟲宿主最常食用的部分,所以ST8於葉片建立族群的能力也優於其他基因型的菌株。如果噴灑生物農藥或增加昆蟲宿主,ST8的數量亦會隨之增加,由此可知此菌株的存在符合自然界的演化機制,而且Bt主要存在於土壤中,在植物中的時間其實是短暫的,推測若引發可抵抗Bt的昆蟲也會是暫時性的,因此使用Bt作為生物農藥是安全的。

神經元重建之曙光
星形膠質細胞(astroglia)是一種膠質細胞(glial cells),也是哺乳動物腦內分布最廣泛的一類細胞。膠質細胞在發育過程中具有幹細胞功能,可分化為功能性神經細胞,但在發育後期膠質細胞喪失了這一功能。德國慕尼黑大學的Magdalena Götz與其研究團隊之前的研究發現,植入特殊的調節蛋白可促使新生大腦皮層的星形膠質細胞再程式化(reprogramming)為神經元細胞,然而這些神經元卻無法成功建立具功能的突觸。現在,此研究團隊解決了這個難題。他們利用反轉錄病毒做為載體,持續地促進調節蛋白的表現,直到星形膠質細胞成功轉變為功能完全、具突觸的成熟神經元。此外,他們更進一步發現不同的調節蛋白,可以促進不同神經細胞的生成。此研究結果將有助於開發腦細胞受損相關疾病的治療方法。

氣候變遷斬水源
亞洲地區超過14億的人口仰賴印度河、恆河、雅魯藏布江、長江以及黃河的水源。河川流域上游所保存的雪與冰,可以調節不同季節的河川水量。荷蘭烏茲列克大學的Immerzeel等人,分析這五大河川發源地西藏高原及其鄰近山區的降雨量和冰川融化程度,與河川水量變化間的關係。他們的研究顯示雪及冰川的融水對於印度河以及雅魯藏布江流域的水量維持非常重要,但是恆河、長江以及黃河卻不那麼依賴融水。

已知氣候變遷會改變這些流域的降水形態以及冰川融化程度,推測河川流量會受此影響,並對農業造成嚴重衝擊。研究也證實了這個推論,他們發現印度河以及雅魯藏布江這兩個受到融水調控水量的流域,最易遭遇水量減少的問題,造成的農業損失,估計影響6000萬人生計。

新型衛星的誕生
土星的衛星可分為兩類:一種像月亮一樣,環繞著行星的赤道平面運行,例如土衛二;另一類則是六年前才由土星探測船卡西尼號發現的新類型小衛星。之前所知的衛星和行星一樣老,大約在45億年前和土星同時誕生,組成成分也相同。但是那些駐留在外圍土星環的冰質微小衛星則年輕許多,在不到1000萬年前形成。而這些密度較低、外形有如表面不平整飛碟的小衛星,是如何誕生的呢?

英法兩國科學家Charnoz等三人以電腦模擬土星系統,證實了之前的推論,也就是這些小衛星是由土星主環邊緣發生的吸積(黏合較小固體粒子,構成更大粒子的過程)所形成。當土星環的物質遠離土星本體外約14萬公里達「洛希極限」時,因引力上不穩定而形成新衛星。而衛星形成後,環的邊緣會向裡遷移。

外科醫師的新朋友
許多乳癌患者在外科手術後,掏空的組織裡常會形成內部水泡,稱為血清腫(seromas)。這種水泡會引起感染和其他併發症,降低患者術後存活率。目前外科的常規處理,是以矽膠引流填補術後傷口以預防血清腫的發生,但往往會增加病人的痛楚和不適。因此生物材料專家一直在尋找比矽膠更適合的替代品。美國康乃爾大學生物分子工程學家David Putnam團隊,用聚乙二醇(polyethylene glycol)和二羥丙酮聚碳酸酯(dihydroxyacetonepolycarbonate)製作出一種叫作MPEG-pDHA Hydrogel的高分子生醫材料。這種材料有彈性容易植入,並和生物體有很好的相容性。在大鼠乳房切除的模型中,已成功觀察到這種生物材料可以有效減少血清腫的產生。MPEG-pDHA的發展,對接受外科摘除的癌症病患是一大福音。

細胞壁也能變汽油
二十一世紀人類面臨了嚴重的能源危機,以及使用能源所產生的二氧化碳排放過量問題。合適的能源替代品可同時解決這兩個問題,生物燃料(biofuels)就是最有潛力的未來運輸能源。目前,醣類、澱粉和植物油都可發展成生物燃料,但成本高又無法大量製造。事實上,最好的原料來源是來自植物細胞壁,量多又不貴的木質纖維。荷蘭阿姆斯特丹殼牌全球解決方案(Shell Global Solution)研究中心的科學家Lange和其研究團隊研究出可以將不易分解的木質纖維轉變為纈草酸(Valeric acid)的化學方法。纈草酸可以進一步製成酯類而轉變為燃料。此方法製造出的汽油已在10部新舊汽車中測試成功,而未對座車有明顯的損傷。這種革新的能源技術未來可以將大量的木質原料,生產為汽油成分或在柴油中混合使用。

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