- 父親是一種天職？ 2013/12/02
父親是一種天職？
國立臺灣大學科學教育發展中心特約編譯曾郁蓁
當了爸爸後才學會當爸爸嗎(圖片來源：flickr用戶Chris Fleming)
知名廣告人孫大偉曾創造一句廣為人知的廣告語：「我是當了爸爸後，才學會當爸爸的。」當時這句話讓很多人心有戚戚焉，因而蔚為一陣風潮。
女人經歷近10個月艱辛的懷孕過程，逐漸可認知到自己即將身兼母職，因此在小孩呱呱墜地前，多少已對成為母親有心理或身體上的準備。然而男人在生理上沒有辦法經歷這些身體的劇烈轉折，在從男孩轉變為父親的時間點、或生理機制，就留下了一個很大的問號。
以生物學的角度來說，哺乳類動物繁衍下一代的行為中，往往包含一段或長或短的育兒期。在這段時間中，幼兒無法獨力生存，必須依賴父母的哺育和教養才能學會各種生存的技能，以便獨立生活、進而繁衍下一代。而人類在所有哺乳類動物之中，育兒期可說是最長的，而且隨著時代與社會的演變，似乎是越來越長。在這樣的繁衍機制中，父母的對自身親職角色的認知，對孩兒的存活與後續發展便非常重要。
然而，相較於女性有明確的生理改變來促使自己準備成為母親，到底是什麼因素才可以讓男性了解到自己即將成為父親，並展現出照顧的行為？
2013年日本的理研腦科學研究機構（RIKEN Brain Science Institute）發表了一篇神經學研究探討了這個議題，這篇研究是使用小鼠作為研究對象。一般而言，雄性小鼠對陌生幼鼠會出現攻擊的行為，而這種行為非常不利於繁衍。
然而要是讓雄性小鼠和雌性小鼠交配、並在懷孕到分娩之後都與此雌鼠同居，有這種同居經驗的雄鼠在幼鼠出生後，不但不會攻擊幼鼠，他們竟然還會更進一步地開始築巢、或照顧剛出生的幼鼠。也就是說，父職行為的出現與母鼠在懷孕期的共同生活經驗有絕對的關係。可是，會扭轉雄鼠行為的生活經驗是從什麼生理機制來接收呢？這篇研究還發現，犁鼻器（vomeronasal organ）對於雄鼠的父職行為中非常關鍵，因為只要破壞這個器官，雄鼠便不會去攻擊自己的親生幼鼠，反而會展現出照顧幼鼠的行為。
犁鼻器是一種嗅覺的輔助器官，它對賀爾蒙等氣味分子很敏感。當雄鼠未曾交配、也不曾和懷孕的母鼠同居，當他們遇到初次見面的幼鼠，幼鼠的氣味經由犁鼻器經入大腦，會使得雄鼠本能地出現攻擊行為。
然而當雄鼠有了交配、同居雌鼠懷孕生產的經驗後，犁鼻器到攻擊行為的神經路徑就會被抑制，雄鼠才能展現親職行為。而研究者們更發現相應的基因反應，與懷孕的雌鼠同居時，這些嗅覺經驗會關閉特定基因，進而抑制雄鼠的攻擊性，當幼鼠出生後，幼鼠的氣味不會再經由犁鼻器觸發攻擊反應，這些雄鼠便能自然地展現出照顧的行為。 Continue reading →
- G蛋白質耦合受體-1 2013/11/25
G蛋白質耦合受體-1 (G Protein-Coupled Receptors，GPCRs)
國立臺灣師範大學生命科學系103級莊仁奕代謝、生長、生殖、感應為判定一物體是否具有生命現象的四個主要依據，其中感應是指對外界刺激產生相對應的反應，從變形蟲的吞噬運動到人體細胞接受荷爾蒙刺激，都是感應的表現。
而外在訊息傳遞到細胞內的方法，除了直接穿過細胞膜之外，還有透過細胞膜上的特殊結構傳遞，G 蛋白耦合受體就是這種傳遞訊息的特殊結構之一。到目前為止，研究顯示 G 蛋白耦合受體僅見於真核細胞，而且參與了很多細胞訊息傳遞過程。 Continue reading →
- Frederick Sanger：雙諾貝爾化學獎得主病逝 2013/11/22
Frederick Sanger：雙諾貝爾化學獎得主病逝
國立臺灣大學科學教育發展中心編譯
英國生化學家，基因學之父，史上唯一雙諾貝爾化學獎得主，Frederick Sanger，因病過世，享年95歲。Dr. Sanger 被譽為最偉大的科學家之一，是英國科學史上一位真正的英雄。Dr. Sanger 是生物大分子研究領域的巨擘，發明了蛋白質與核酸的定序方法。
Sanger 在1958年因發展出精確解出蛋白質的化學結構法，獲頒第一個諾貝爾化學獎。利用這個方法能定出胰島素的氨基酸序列。他的研究團隊是史上第一個在病毒中製造出由 5000個以上鹽基組成的基因序列。
Sanger 的團隊於1977年發展出鏈終止法的DNA定序列法，或稱為Sanger 定序法（Sanger 定序法），至今仍被廣泛使用。也因為此成就，Dr. Sanger再度獲得1980年諾貝爾化學獎的殊榮。之後，Dr. Sanger 的團隊在1981年首次發表人類粒線體DNA全長約16569個鹼基對，此序列稱為劍橋參考序列（Cambridge Reference Sequence，CRS），翻開人類基因圖譜的第一頁。
他不僅是英國首位獲得兩次諾貝爾獎的人，也是世界上唯一一位兩次得到諾貝爾化學獎的得主。此外，他總是將這份殊榮歸諸他的太太，笑稱他的太太雖然不是一位科學家，但是她對我的貢獻多於任何一個人，只因為她所給予我的溫暖和穩定的家庭生活是成功力量的來源。
對於 Sanger 過世的不捨和悼念來自四面八方，科學界一致公認他對於人類基因學的卓越貢獻，並使人類的醫療技術有劃時代的進展。
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延伸閱讀：劍橋參考序列（Cambridge Reference Sequence，CRS）
參考資料：
- 阻止珊瑚滅絕─解析珊瑚共生藻基因體 2013/11/01
阻止珊瑚滅絕─解析珊瑚共生藻基因體
國立臺灣大學生命科學系助教范姜文榮
編譯來源：《Draft Assembly of the Symbiodinium minutum Nuclear Genome》
隨著地球的溫暖化、海水酸化等因素，使珊瑚礁面臨危機，已有研究報告指出地球三分之一的珊瑚礁已漸漸消失，許多國家的政府單位全力進行防止地球暖化與珊瑚礁保護的工作。(圖片來源：維基百科)
日本沖繩科學技術研究所、日本國立遺傳學研究所、日本國立生物資訊學研究所及東京大學醫學基因科學系等研究團隊，首次成功解析出與珊瑚共生的蟲黃藻1基因體，該研究團隊先前已於2011年率先成功解析珊瑚基因體，因此獲得宿主─珊瑚與共生者─蟲黃藻兩者的基因體資訊。透過基因體的遺傳資訊，將對進一步解析珊瑚與蟲黃藻間的共生關係有重要的幫助。
珊瑚礁與熱帶雨林並列為生物多樣性最豐富的地區，另因與漁業及觀光有關聯，使珊瑚礁也成為經濟上非常重要的場所。但是隨著地球的溫暖化、海水酸化等因素，使珊瑚礁面臨危機，已有研究報告指出全部地球的1/3珊瑚礁已漸漸消失，許多國家的政府單位全力進行防止地球暖化與珊瑚礁保護的工作。
為了保護珊瑚礁，有必要理解製造珊瑚礁的主角─珊瑚的生物特性，造礁珊瑚雖與水母、海葵等同樣是刺絲胞動物，但是造礁珊瑚具備其他刺絲胞動物少有的2個重要特徵：其一是造礁珊瑚與屬於渦鞭毛藻的蟲黃藻維持細胞內共生關係，因此可自蟲黃藻獲取營養物質而存活。另一特徵是具有利用二氧化碳製造碳酸鈣骨骼、形成珊瑚礁的能力。造礁珊瑚與蟲黃藻之間具有絕對的共生關係，如果發生蟲黃藻離開珊瑚或在珊瑚內死亡的情況，就會造成珊瑚白化現象，狀況嚴重時會影響珊瑚生存甚至死亡，因此有必要理解下列問題：珊瑚與蟲黃藻是如何維持其共生關係？為何海水溫上升等刺激會造成共生關係的崩解？ Continue reading →
- 蜜蜂為什麼跳舞？ 2013/11/01
蜜蜂為什麼跳舞？
國立臺灣大學生命科學所周愛鵑
編譯來源：東京大學2013年8月22日發表《Discovery of novel honeybee brain neurons active during foraging flight》
採完花蜜的蜜蜂回到蜂窩後，不僅跳舞來傳達蜜源的方向距離，這種舞蹈甚至還因蜜蜂品系而有些微差距，就像是人類的方言一樣。小小蜜蜂卻可表現出如此複雜驚人的動物行為，這背後的原理相當令人著迷。(圖片來源：flickr用戶 ingridtaylar)
歐洲蜜蜂的工蜂在採集花蜜過後飛回巢裡，會利用跳舞的方式向伙伴表示食物所在的方向和距離，這種特別的行為被稱為「舞蹈通信」(dance communication) 。明確定義出與舞蹈通信行為相關的神經細胞各項特徵，像是如何發育，展開分支和基因表現等等，這些研究對於科學家了解此舞蹈行為背後的神經基礎非常重要。
科學家推測出蜜蜂腦中的一對蕈狀結構是負責高級腦功能的區域─這包含了溝通功能，雖然現在對它的研究還很少，不過已經有兩種固有的細胞─大型和小型肯揚細胞─在蕈狀結構的蕈蓋裡被發現。
東京大學大學院理學系研究科的金子九美博士和久保健雄教授，在近期研究成果中發表一個新的基因 「mKast」，為好發於中型肯揚細胞的休止子相關蛋白，依此基因鑑定出一種新型肯揚細胞。新的肯揚細胞坐落於大型和小型肯揚細胞區域之間，又表現特定的「mKast」基因，所以研究者將它命名為「中型肯揚細胞」。除此之外，研究者也發現小型和中型肯揚細胞在進行採集行為的工蜂腦中也相當活躍，因此被認為與採集行為相關。 Continue reading →
- 細胞成分自我更新 2013/11/01
細胞成分自我更新
國立臺灣大學生命科學系助教范姜文榮
編譯來源：《Basal autophagy is required for the efficient catabolism of sialyl oligosaccharidesjbc》
過去的研究已知真核生物的細胞質中，存在著不與蛋白質或脂質等物質結合的游離狀態醣鏈。醣鏈與蛋白質等有機分子結合，可產生特定的機能以維持生物體內重要的生理機能。(圖片來源：LANDESBIOSCIENCE)
人類細胞內或細胞間物質由蛋白質、脂肪、醣類、核酸等有機分子所組成，這些分子並非一直都能保持新鮮，幾乎都是大約2個月就更新替換。
細胞構造內的蛋白質等有機分子，經過一定時間後，舊的分子漸漸地被分解置換成新的分子，細胞分解自身成份的過程稱為「自噬作用1」。為了分解細胞內不要的蛋白質或脂質、以及已損傷的小型胞器等，細胞具有「自噬」的構造，此為自酵母菌至人類之真核生物都具備的構造。「自噬」構造的功能為防止細胞內異常蛋白質的堆積、以及在蛋白質合成過多時、或因環境變化成為飢餓狀態下，進行蛋白質的再利用。「自噬」構造另與排除侵入細胞內的病原菌有關，也與癌症或神經性病變的病癥高度相關，具有廣泛的機能。
自噬作用通常發生於細胞飢餓狀態下，但是正常狀態下也可能會發生自噬作用，此時稱做基礎自噬作用2。目前認為基礎自噬作用對維持細胞內蛋白質的品質具有重要性。細胞自噬的路徑如下，首先將細胞質內欲被分解的有機分子以隔離膜包圍，形成自噬胞3的構造；接著自噬胞與擔任分解有機分子的溶小體4融合，形成自噬溶酶體5，最後，有機分子在自噬溶酶體內被分解或代謝。 Continue reading →
- 共生細菌會保護宿主？ 2013/11/01
共生細菌會保護宿主？
國立臺灣大學生命科學系助教范姜文榮
編譯來源：日本豐橋技術科學大學2013年7月9日發表《世界初、昆虫と融合した「用心棒バクテリア」を発見— キジラミ細胞内でしか生きられない共生細菌が、毒を合成して宿主を防衛 —》
共生在生物進化中扮演重要的角色。(圖片來源：flickr用戶rakfb)
聽到「共生」這個名詞，一般人可能會聯想到高人氣的小丑魚與海葵間的互利共生關係，海葵具有毒性的刺絲胞可以保護小丑魚來躲避天敵，而小丑魚則提供食物的碎屑給海葵進食。另外，也許有些人知道我們的細胞內，具有進行有氧呼吸所需的粒線體，科學家認為粒線體原本是與細菌相似的原核生物，在不知原因下進入真核細胞後，粒線體負責提供能量給細胞，而細胞提供粒線體所需的蛋白質及脂肪等。以上這些現象顯示共生在生物進化中扮演重要的角色。
由日本豐橋技術科技大學為主，並與理化學研究所、東京大學、瑞士與德國的大學等所組成的研究團隊，合作解析出生存於柑橘類的重要害蟲─柑桔木蝨1內兩種共生細菌：韌皮部桿菌2與韌皮部桿菌新種3全部基因排列，並同時進行分子生物學、生化學、及藥理學的研究，結果發現前者是供應宿主必須胺基酸的營養共生體，後者則是會合成細胞毒素來保護宿主抵抗天敵的保衛共同體。先前所發現的共生細菌當中，從未具有防衛機能，這是首次發現生存細胞內的共生細菌，會合成毒性物質以保護宿主。 Continue reading →
- 緊密連接（Tight junction） 下 2013/10/31
緊密連接（Tight junction） 下
臺中市雙十國中自然領域王淑卿教師緊密連接屬於封閉不通透的連接，長度約 50~400nm，普遍存在於脊椎動物體內的各種上皮組織（epithelium）。上皮組織可分為三類：
- 膜性上皮（membranous epithelium）：由細胞緊密排列成薄膜狀，覆蓋於身體外表面、體腔內表面或管道內表面，分布最廣，即一般泛稱的上皮組織。
- 腺狀上皮（glandular epithelium）：構成腺體的分泌部－腺泡（acinus）和它們的導管，以腺狀上皮為主要成分構成器官腺體，如內分泌腺或外分泌腺。但是內分泌腺的胸腺卻有特殊的結締組織－上皮網狀細胞（epithelial reticular cell），和膜性上皮組織一樣具有緊密連接，使細胞緊密接連，並有基底膜隔開結締組織，作為屏障。
- 感覺上皮（sensory epithelium）又稱神經上皮（neuro-epithelium）：分布於五官，是具有特殊感覺功能的特化性上皮，感覺上皮的游離端常有纖毛分布，另一端則連接感覺神經纖維。
- G蛋白質耦合受體-1 2013/11/25
