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你認為,已婚女性墮胎需要經過配偶同意嗎?|【科科齊打交】

活躍星系核
・2021/01/16 ・2470字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 548 ・八年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

  • 文/羅夏|自由散漫的人,不喜歡管人也不喜歡被管。

大家都喜歡禮物,但如果今天這個禮物包藏了致命物質,你還喜歡嗎?就像希臘人送給特洛伊人的木馬一樣,看似是戰利品的禮物,結果卻是包藏禍心的可怕毒藥!

新加坡南洋理工大學替癌症治療開啟一個新方向。圖/Pexels

近期,新加坡的南洋理工大學團隊研發出一種新的抗癌方式。將 L-苯丙胺酸 (L- phenylalanine) 包覆在奈米顆粒上,癌細胞吸收後會使其自行凋亡。雖然這項發現仍在早期研究的階段,但目前在細胞實驗和老鼠實驗,皆有不錯的效果。

癌細胞需要很多、很多的胺基酸

對於快速生長的癌細胞,往往需要吸收大量的胞外必需胺基酸來支持其快速生長,因此不少癌症的表徵之一就是:負責攝取胺基酸的基因1會大量表現

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此外,不少研究也都證實,若我們能夠減少癌細胞的胺基酸攝取,就能有效降低其生長速率。因此科學家們相信,嚴格控制癌症病患飲食中的蛋白質含量,並搭配藥物,可能有助於癌症的治療。

此種治療方式不只需嚴格控制病患飲食中的蛋白質含量,也要對病患身體有足夠的了解。圖/Pexels

但這種治療方式需要醫師對病患的身體狀況有良好的了解、監控和支持,且有造成病患營養不良的風險,對於有惡病質 (Cachexia)2 的病患,更是不適合。

因此,如何將癌細胞對於必需胺基酸的大量需求結合到癌症治療中,成為一大難題。

暗藏「毒藥」的胺基酸大禮包

針對這個問題,南洋理工大學的研究團隊設計了一種新的治療方式。將 L-苯丙胺酸這個必需胺基酸包覆在直徑 30 nm 的矽製奈米顆粒上,並將此特製奈米顆粒命名為 Nano-pPAAM 3

該團隊先前的研究顯示,多孔抗癌藥物運輸用矽製奈米顆粒,被細胞吸收後會使細胞內的活性氧物質 (Reactive oxygen species,簡稱 ROS) 大量產生,使其因此產生細胞凋亡 (apoptosis)。

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因此順著這個思路,他們設想:「若將癌細胞需要的必需胺基酸包覆住這些矽製奈米顆粒,是否能使癌細胞在吸收後自行凋亡?」就像特洛伊木馬一樣,外表看似是給癌細胞的禮物(必需胺基酸),但裡面卻是包著致命的士兵(奈米顆粒)

被胺基酸包覆的矽製奈米顆粒,就像是暗藏著敵人的特洛伊木馬,讓癌細胞以為是送給它的禮物,卻可能讓它自行凋亡。圖/wikipedia

他們的研究結果指出,比起傳統的抗癌藥物 Cisplatin,Nano-pPAAM 能更專一的殺死乳癌、皮膚癌和大腸癌細胞而不傷害一般細胞。在裸鼠實驗中,Nano-pPAAM 也能明顯地抑制老鼠體內的移植的乳癌細胞的生長。

以前的奈米顆粒,只是毒藥的「司機」

該研究的計畫主持人指出,這個研究的方向和傳統的奈米顆粒研究不同。

傳統的奈米顆粒是用於包裹和運送,將抗癌藥物包裹並運送到腫瘤中再做刺激,使其釋放抗癌藥物到腫瘤中。

在傳統的療法中,奈米顆粒僅僅扮演運輸的角色,本身並無藥效。然而,在這一次的研究中,奈米顆粒不會攜帶任何抗癌藥物,而是使用奈米顆粒本身的性質,直接讓癌細胞產生大量的活性氧物質並讓癌細胞自行凋亡。

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在之前的研究中,科學家大多將奈米顆粒當作「毒藥的運輸工具」,而非「毒藥」本身。圖/Pexels

他們在先前的研究無意中發現,特定大小的奈米顆粒送入細胞後,會產生大量的活性氧化物質,他們才因此決定深入研究奈米顆粒的哪些物理參數會導致活性氧化物質在細胞內的生成。

如何從司機變身為致命毒藥?

先前的測試初步顯示這個現象與奈米顆粒的材質有關,同樣大小的奈米顆粒若以銀和鈦合成不會產生活性氧化物質,只有以矽合成才會產生

因此後續的測試他們先建立了大量的矽製奈米顆粒的篩選庫,以奈米顆粒的大小孔洞數還有送入密度為篩選標準,成功找出能使細胞產生大量活性氧化物質的奈米顆粒所具備的大小、孔洞數還有送入密度。

這樣做有什麼好處呢?

以往就算奈米顆粒成功攜帶藥物進入組織中,我們也需要各種化學與物理的刺激,才能讓奈米顆粒釋放出藥物並產生藥效,再加上腫瘤組織附近的微環境相當複雜,使得這類刺激不易發生,讓癌症治療面臨嚴峻的難關。

以往奈米顆粒攜帶藥物的療法中,因為難以刺激奈米顆粒釋放出藥物,因此增加了治療癌症的難度。圖/Pixabay

不過,本研究中的 Nano-pPAAM 完全不需要額外攜帶藥物,因此在對抗癌細胞的過程中,我們就能免去藥物運送和代謝的困擾,為未來癌症治療提供一個新的方向。

接下來,研究團隊將往「專一性」的方向做研發,使其能精確地攻擊特定種類的腫瘤,同時提高其殺死癌細胞的能力。或許,未來 Nano-pPAAM 能結合更多治療方式,如近來火熱的免疫療法,讓我們在對抗癌症的道路上尋找更多的可能與希望。

註解

  1. 此基因爲 LAT1 (The L-Type Acid Transporter)
  2. 惡病質 (Cachexia) 是癌症病患因體內賀爾蒙代謝與新陳代謝異常,或因食物攝取量減少所產生的營養不良症狀。
  3. 此特製奈米顆粒的全名為:Nanoscopic phenylalanine Porous Amino Acid Mimic。

參考資料

  1. Wu, Z., Lim, H. K., Tan, S. J., Gautam, A., Hou, H. W., Ng, K. W., … & Tay, C. Y. (2020). Potent‐By‐Design: Amino Acids Mimicking Porous Nanotherapeutics with Intrinsic Anticancer Targeting Properties. Small16(34), 2003757.
  2. NTU Singapore scientists devise ‘Trojan horse’ approach to kill cancer cells without using drugs 
  3. Nanoparticle Density: A Critical Biophysical Regulator of Endothelial Permeability
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活躍星系核
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia
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你覺得萊豬可以吃嗎?為什麼?|【科科齊打交】
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・2022/06/13 ・2258字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 493 ・六年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

  • 文/張之傑

日本位於東九時區,時間比我們早一小時,所以飛機降落東京,第一個動作就是將手錶撥快一小時。

我們 4 月 20 日在橫濱上船,當晚離開橫濱。23 日,《船內新聞》發佈調整時差的消息:「今晚臨睡前,或即將進入深夜 12 點時,請將手錶、時鐘調慢一小時。」這意味著我們進入東八時區了。

世界時區圖。美國中央情報局繪製,2012年頒布。圖:wikipedia

時區的劃分——和地球自轉有關,但各國不一定遵守

由於地球自轉,不同經度的國家,日出、日落的時間不同,這就是時差。在農業社會,世界各地各自訂定自己的時間。十九世紀隨著長途鐵路運輸的發展,有人提議劃分時區。1883 年,美國鐵路部門正式將美國東岸到西岸劃分為五個時區。1884 年召開的華盛頓國際經度會議,通過時區劃分,從此有了時區。

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時區怎麼劃分呢?以通過英國格林威治天文台的經線(本初子午線)為零度,向東為東經,向西為西經,東西經於 180 度相遇。劃分時區時,從經線零度向東或向西,每十五度為一個時區,亦即相差一小時。從經線零度到 180 度,跨越十二個時區。我們台灣位於東八區,就是經線零度以東的第八個時區。

本初子午線的位置。圖:Wikipedia

我們搭乘的郵倫 4 月 23 日抵達香港,30 日晨抵達新加坡,根據《船內新聞》,當天日出時間為 6 時 51 分,日出得好晚啊。查看新加坡所在的時區,位於東七區,可是我們並沒調慢一小時啊!5 月 2 日晨,抵達檳城,日出時間為 7 時 06 分,更晚了,依然沒調時間。這是怎麼回事?

原來各國的時間,並不一定遵照時區。舉例來說,中國大陸跨越五個時區,但全國都以北京時間(東八區)為準。新加坡位於東七區,馬來西亞也有一部份位於東七區,卻與北京時間一致。從世界時區圖來看,類似的情形還真不少呢。

缺了一天的報紙——跨過換日線,日子居然會憑空消失?

5 月 2 日夜晚 9 時許離開檳城。5 月 3 日《船內新聞》標頭下有一反白專欄:「時差調整日」,今夜 12 時,將時鐘調慢一小時。早餐時桌上也放著提醒調整時差的標示。這是離開日本後第二次調整時差。由於一路往西,此後不時收到調整時差的通知。6 月 7 日船到紐約(位於西五區)時,已和台北時間(東八區)相差了整整十二個小時。

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6 月 19 日,通過巴拿馬運河進入太平洋。27 日抵達復活節島。6 月 7 日抵達大溪地。一再調整時差自不在話下。7 月 10 日,《船內新聞》標頭下有一反白專欄:「因為跨越換日線,明日的日期將變更為 12 日。」11 日平空消失了!

這消失了的一天還有個小插曲。環球之旅 8 月 1 日結束,7 月 31 日整理《船內新聞》,預備返台後釘成一冊,怎麼找都找不到 7 月 11 日的。當我們找遍每一處可能的地方時,才猛然想起來,7 月 11 日因跨越換日線而消失了嘛,哪來的這天的《船內新聞》!

在東經、西經180°附近的國際換日線。圖:Wikipedia

我們從東一路往西,所以跨越國際換日線增加一日。如果從西一路往東呢?跨越國際換日線就會減少一日。世界名著《環遊世界八十天》的最後翻盤,就是因為他們一路往東,跨越換日線時減少了一天。如果您沒看過這部世界名著,就讓我簡單的介紹一下吧。

一路向東,最終完成一場賭注:《環遊世界八十天》

英國有位名叫福克的紳士,家境富有,為某俱樂部會員。福克以兩萬英鎊與俱樂部同仁打賭,可在八十天內環遊世界,於是帶著法籍僕人帕斯巴德踏上征途。主僕二人從倫敦啟程,七天後到達蘇伊士運河,遇到英國刑警費克斯。費克斯認為福克與倫敦的一宗銀行劫案有關,於是緊隨福克主僕,並試圖阻撓他們的行程。

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接著他們以十三天時間來到孟買,搭火車前往加爾各達,鐵路中斷了一段,福克買了一頭大象,穿越叢林時救出被迫殉夫的王妃娥妲。福克一行再次搭上火車,到達加爾各達全程耗時五天。從加爾各達啟航,十三天後到達香港。

費克斯見拘捕令遲遲未到,於是在碼頭附近酒館將帕斯巴德灌醉,並讓他吸鴉片,致使帕斯巴德昏睡三小時後,迷迷糊糊地被抬上船,因而未能通知主人船隻提早啟航的事。福克只好雇了艘快艇送他到上海,輾轉到了橫濱,花了他六天時間。

在日本,福克和帕斯巴德重逢,兩人帶著娥妲繼續上路,利用二十二天到達舊金山,再轉乘火車前往紐約。途中遇到野牛群擋路、印地安人搶劫火車,和印地安人槍戰時,帕斯巴德被俘。等到救出帕斯巴德,火車已經開走,只好顧用風帆雪橇,在雪原上又遇到狼群。一共花了七天才到達紐約。

然而從紐約到英國的船已開船,福克毅然搭上一艘開往法國波爾多的船,並強迫船主將船駛向利物浦。渡過英吉利海峽,抵達利物浦,卻被費克斯逮捕,扣押幾個小時後證實無罪開釋。

從利物浦搭火車回到倫敦,發覺已經超過時限,這時帕斯巴德卻發現他們提早一天回到倫敦,因為他們一路往東,越過國際換日線減少了一天。福克娶娥妲為妻,並贏得兩萬英鎊。

《環遊世界80天》插圖,繪英國紳士福格與俱樂部會員打睹,可於 80 天內環球一週。
Alphonse de Neuville 與 Léon Benett 繪,1872 年。圖:wikipedia

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Gene Ng
・2021/03/11 ・2042字 ・閱讀時間約 4 分鐘
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TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

位於義大利北部摩德納 (Modena) 的米其林三星級餐廳 Osteria Francescana 曾兩度被評為世界最佳餐廳。我在義大利旅行時,有幾次經過了它前門,欣賞著穩重到幾乎樸素的入口風格,幻想著與朋友們圍坐在一張桌子旁,分享著世界上最好的現代美食經驗,並且受到名人廚師馬西莫.博圖拉 (Massimo Bottura) 的款待。我不知道自己是否能夠品嘗出他們要價 120 歐元的羅西尼鵝肝黑松露嫩煎牛菲力 (Filetto alla Rossini) 的每一口細微差別,但是我知道我的 DNA 會對我試菜的方式產生明顯的影響。如果我和我的朋友有幸在 Osteria Francescana 的同一張桌子用餐,要是我們還點了相同的食物和飲料,根據我們的遺傳背景,我們的個人經驗可能會完全不同。

位於義大利北部摩德納 (Modena) 的米其林三星級餐廳 Osteria Francescana。圖/Wikipedia

吃不了苦?都是基因惹的禍!

味覺的遺傳學是營養基因體學裡最吸引人的部分,它的第一篇研究還比 DNA 的發現更早發表。這一切的故事都始於一個有著奇怪名字的化合物——苯硫脲 (Phenyl-Thio-Carbamide, PTC),以及一個偶然的事件:

1932 年的某一天,美國化學家亞瑟.福克斯 (Arthur Fox) 在將一些苯硫脲粉末倒入瓶中時,有些粉末飄散到空氣中。有一位同事發現粉末在他口中留下了苦澀的味道,但是福克斯什麼也沒嘗到。

這兩位科學家對此很感興趣,在進行了許多苯硫脲實驗之後,他們得出結論,認為人類可以分為辨味者(可以感受到苯硫脲苦味的人)和非辨味者(對苯硫脲苦味沒有感覺的人)。我們現在知道對苯硫脲的敏感性是由單基因所控制的,並且取決於稱為 TAS2R38 的基因,這個基因編碼舌頭味蕾表面上的受體。我們還知道非辨味者對朝鮮薊、球芽甘藍甚至酒等多種食物和飲料的苦味也不敏感,這點提供跟 DNA 相關的烹飪學研究基礎。

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美國化學家亞瑟.福克斯。圖/Wikipedia

TAS2R38 基因上的一個變異可以預測你是否為辨味者。由於辨味相對於非辨味是顯性性狀,因此大多數人對苦味敏感。儘管有不同的敏感度,卻都是取決於各自精確的遺傳組成。大約四分之一的人對苯硫脲極為敏感,因此被稱為「超級辨味者」。科學家們對這些超強的辨味能力是否適用於所有口味,還是僅限於苦味,目前還沒有共識。在公眾會議上,我總是帶著一些苯硫脲試紙,並邀請現場觀眾進行實驗。辨味者的厭惡表情和旁邊對苦澀無感者的一臉困惑,提供了一個很好的對比,說明我們的遺傳組成在我們與食物的關係上扮演著多重要的角色。

推薦 DNA 配對的專屬葡萄酒

某些研究顯示,辨味者不喜歡某些食物和葡萄酒,甚至像 Vinome.com 這樣的消費公司都會分析 TAS2R38 基因,並推薦一系列可能與你的 DNA 配對的酒。但是仍然很難確定苦味特徵和食物偏好是否相關,因為教養、文化和地理因素在這方面都能很輕易地超越基因而有更強的影響。在此強調一下,雖然我是個會對苯硫脲產生令人尷尬的強烈反應的辨味者,但我仍然喜歡苦味食品,用風乾葡萄釀成的阿瑪羅內 (Amarone) 是我最喜歡的葡萄酒之一,但它可能是世界上最苦的葡萄酒!如果僅憑我的 DNA 組成,Vinome 公司絕對不會把它推薦給我品嘗。

Vinome 公司運用客戶 DNA 檢測結果,推薦可能最適合消費者的葡萄酒。圖/Pexels

DNA 檢測餐桌,訂製客製化的高檔美食

味覺的遺傳學提出了美食家一定會提出的質疑,例如,是否可以聘請一位天生就對苦味或其他味道不敏感的廚師?不論男女,這名廚師會不會就像個盲人畫家或聾啞鋼琴演奏家一樣?他是否能夠理解大多數人對食物的看法?高檔餐廳是否應該根據對苦味的敏感度來篩選與聘用廚師和侍酒師?並根據客戶的遺傳背景提出不同的菜單?如果我無法區辨口感較為柔順的梅洛紅酒 (Merlot) 與酸度較高的赤霞珠葡萄酒 (Cabernet),或者如果我眼也不眨地就把一瓶超級劣酒給喝了,我可以拿遺傳學來當擋箭牌嗎?

專業的葡萄酒專家似乎對這些情況不太滿意。葡萄酒的鑑定權威《葡萄酒觀察家》(Wine Spectator) 在 2012 年陳述葡萄酒專業知識的遺傳學故事時,雜誌總編輯哈維.斯泰曼 (Harvey Steiman) 做出了如下評論:「葡萄酒評論家未必是超級侍酒師,誠如音樂評論家並不需要具備完美的歌喉。」儘管有《葡萄酒觀察家》的意見,但是 DNA 檢測有一天可能會運用到我們的餐桌上:除了辨味者變異之外,還包括其他會影響我們對咖啡的感知、通寧水中的奎寧、香菜,以及感知甜、鮮味和酸味能力的認知。有了關於這些變異的更多知識,一系列的檢測可以對人們的品嘗能力做更好的評測,並且讓高檔餐廳提供 DNA 訂製美食的美夢成真。

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本文摘自《DNA 國度:基因檢測和基因網路如何改變你的生活》,2020年12月,商周出版。
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Gene Ng
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來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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・2021/02/22 ・16字 ・閱讀時間少於 1 分鐘

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八旗文化
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外部視野,在地思索, 在分眾人文領域,和你一起定義、詮釋和對話。