2013年8月1日

一月紀聞

【生技】6/25 揭開果蠅行為機制 阿茲海默症新希望
清大的研究團隊發現,果蠅嗅聞低濃度與高濃度的二氧化碳後,神經信號在腦神經網絡中有平行與轉軌的機制,觸發躲避與接近行為。而非以往認知的只走單一的神經迴路。有助解開人類行為調控機制及治療阿茲海默症等疾病。

果蠅碰到危險會釋放二氧化碳信號,其他果蠅收到警訊後便逃逸;腐爛水果的酵母菌發酵也會釋放二氧化碳,果蠅不逃跑還會湊上去吃。果蠅的腦神經網絡如何分別這兩種情況,一直是學界研究的課題。

這次研究團隊透過藍光激發「光敏蛋白」,標記追蹤二氧化碳神經訊號在腦細胞的傳遞路徑,來研究其神經訊號在複雜腦神經網路中如何轉軌。結果發現二氧化碳神經訊號同時透過三條路徑傳遞,第一條和第二條路徑都會觸發果蠅的躲避行為;第三條路徑雖然不會刺激果蠅閃躲,卻可以調控第一、二條路徑的訊息傳遞。

團隊發現果蠅面對低濃度二氧化碳時,神經訊號會平行走第一條神經迴路,觸發躲避行為;但面對高濃度二氧化碳時,第三條神經迴路卻會釋出物質抑制第一條神經迴路,神經訊號產生轉軌機制改走第二條路徑。

團隊選用果蠅為研究對象有兩個原因:果蠅只有10萬個腦細胞,較不複雜;二來團隊現在已經可以成熟控制果蠅腦神經細胞裡的基因。也因為所有動物基因表現、腦神經調控行為的形式互通,未來有機會利用果蠅研究人腦疾病的分子機制,例如阿茲海默症、帕金森氏症與亨丁頓跳舞症。

【考古】7/5 伊朗新石器遺址 改寫農業起源史
最近考古學家在位於肥沃月彎東部,伊朗境內的扎格羅斯山脈(Zagros Mountains)山麓發現許多化石與文物遺址, 代表此地的農業在1萬2000~9800年前便已出現,與以往熟知最早農作物馴化的西北部為同一時期,證明肥沃月灣的農業文明非出自單一核心,可能是多點獨立起源。

近年考古學家在伊朗的邱珂戈蘭(Chogha Golan) 挖掘出新石器時代非陶瓷的遺跡。代可以追溯到1萬2000~9800年前。這裡出土了豐富的建築遺跡、石器、人類和動物的描繪、骨器、獸骨,以及最重要的前陶新石器時代(pre-pottery Neolithic)燒焦的植物殘骸。

研究人員分析這批3萬個橫跨2000年的植物殘骸,顯示近東農業的起源來自於多個中心,非單一核心區域,而肥沃月彎東部在馴化的過程中也發揮了關鍵作用。發現最多的是野生大麥,山羊草和小扁豆,都是現代農作物的野生祖先。這些多在距今大約1萬1700年(上一個冰河期結束)的最低層發現,在大約9800年前的地層已經可以看到最早的馴化種小麥(emmer wheat)。

此遺址發現的植物殘骸,代表一個長期在肥沃月彎東部種植野生植物的聚落。而以往認知農業是從肥沃月灣西部向四周擴散傳播,新發現的這處遺址也將提供一種新的傳播與交流的方式。【更詳細的內容,請參閱第524期科學月刊】
考古遺址(圖片來源: University of Tübingen)

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