生物科學與醫藥

超級細菌(bacteria)

超級細菌(bacteria)
台北市私立天主教達人女子高級中學生物科陳雅慧老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

抗藥性金黃色葡萄球菌的電子顯微圖

金黃色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus) 屬於革蘭氏陽性菌,可產生一種金黃色素,將自己粉飾成金黃色,用以抵抗人體白血球的獵殺,是人類皮膚、鼻腔、口腔及腸道的正常菌叢之一。在一般健康情況下,金黃色葡萄球菌並不會對人體造成危害;但在免疫力下降時或有傷口時,金黃色葡萄球菌便可能引起傷口感染、菌血症,還有中樞神經系統、呼吸道及泌尿道等的感染。

發育階段蛋白質α-chimaerin影響未來學習能力

發育階段蛋白質α-chimaerin影響未來學習能力
(Protein function in development adjusts cognitive ability in adulthood)
國立臺灣大學生命科學系范姜文榮編譯/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯

編譯來源:学習能力の発達を調節するタンパク質を発見!

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(圖片來源:tpsdave@pixabay)

人腦內具有1000億個以上神經細胞,透過神經突起(nerve fibers)的延伸,互相連結而形成神經迴路,執行記憶、學習、思考、判斷、及語言等高層次機能。神經迴路在發育成長期密集生成,在發育為成人後,形成大腦機能運作。但神經迴路,以何種結構存在、與那些分子相關,仍不甚瞭解。

因此日本國立遺傳學研究所等研究團隊,延續先前研究,關注GTP酶活化蛋白質α-chimaerin,解析它對大腦機能產生的影響。α-chimaerin可分為α1型(α1-chimaerin)與α2型(α2-chimaerin),正常大鼠的腦部,成長期(出生後至2~3週左右為止)會強烈基因表現α2型;成體後,則強烈基因表現α1型。因此製作針對蛋白質α-chimaerin的全身基因剔除(gene knockout)和部分基因剔除、亦即僅大腦海馬迴部位基因剔除,以及成熟個體基因剔除等數種型式的基因改變大鼠,進行各種行為觀察實驗。

海量基因解析:類風濕性關節炎治療新藥開發

海量基因解析:類風濕性關節炎治療新藥開發(Genetics of rheumatoid arthritis contributes to drug discovery)
國立臺灣大學生命科學系范姜文榮編譯/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯

編譯來源:関節リウマチに対するゲノム創薬手法を開発

類風濕性關節炎(rheumatoid arthritis),是引發關節發炎或破壞的一種自體免疫疾病(autoimmune disorder),在日本估計約有70~80萬的患者,在台灣約有1%成人罹患該病症。類風濕性關節炎的發病,除了抽菸等環境因子,也與許多遺傳基因有關聯。個體間基因序列有差異,稱為基因多型性(genetic polymorphism)。現今國內外已完成許多基因體解析,偵測到許多與類風濕性關節炎發病的關聯性基因區域(gene region),換言之,類風濕性關節炎與基因多型性有關。

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罹患類風濕性關節炎的手部
圖片來源 : 維基百科

但是,到目前為止,研究機關大多以特定族群為對象個別進行研究。如果能將各研究資料統整,進行海量資料(big data)解析,將能偵測到更多與類風濕性關節炎發病有關聯的基因區域,有助於病因解析或治療藥物的開發。

日本理化學研究所等國際研究團隊,得到世界一流大學及研究機構的協助,統整到目前為止的類風濕性關節炎全基因組關聯分析(genome-wide association study)研究資料,以進行海量資料解析。這個包含亞洲人及歐洲人10萬人以上的樣本,以及約1000萬筆單核苷酸多型性(single nucleotide polymorphism)數據所構成的海量資料,經解析後發現,101個基因區域之單核苷酸多型性,與類風濕性關節炎的發病有關聯。其中有42個基因區域為本次研究新發現。另外發現,這些基因區域的核苷酸多型性當中,具基因變異比無基因變異者,易於罹患類風濕性關節炎,達到1.1~1.5倍的程度。

接著,詳細比較類風濕性關節炎相關基因及多樣性生物學資料庫,結果發現,類風濕性關節炎的部分相關基因,與原發性免疫不全症候群或血友病的關聯性基因具有共通性。並且發現,調節性T細胞DNA,調控基因表現區域,與類風濕性關節炎的相關基因區域重疊;各種細胞介素訊息(cytokine sigmal)如第十白介素(interleukin-10;IL-10)、干擾素(interferon)等,與類風濕性關節炎發病有關。