《MIT Tech 麻省理工科技評論》
* 【科學家利用甲烷菌生產合成橡膠原料異戊二烯,產量比同類細菌高出 179 倍】異戊二烯是一種非常有價值的石化產品,是生產粘合劑、合成橡膠等各種消費品的主要原料之一。
每年大約有 80 萬噸異戊二烯是從石油中提煉出來的。為了減緩氣候變化,盡量減少對化石燃料的依賴,相關學者一直致力於尋找替代的、可再生化學物質來源來生產異戊二烯,這些替代品包括酵母、大腸桿菌和藍藻等。
近日,內布拉斯加大學林肯分校的生物化學家尼科爾・布安(Nicole Buan)及其同事對一種甲烷菌進行基因工程改造後,能夠產生大量的異戊二烯,且產量遠遠超過了其他微生物。
產甲烷菌以釋放甲烷而聞名,這種單細胞微生物廣泛存在於人類和其他動物的內臟,以及海洋底部的深海熱泉等沒有氧氣的地方。
* 【閃電是如何給地球和其它地方帶來生命的?】在其它星球上搜尋生命的過程就如同烹飪,所有的素材都具備了 —— 水、溫暖的氣候、濃厚的大氣層、適當的養分、有機物以及能量源。然而,如果沒有一個可以促進這些素材相互反應的過程或環境,那麼你只能得到一些毫無用處的原材料。
所以說,有時候生命需要靈感的火花 —— 也許需要幾萬億個。一項發表於《自然・通訊》雜誌的新研究表明,在地球上生命首次出現的大約 35 億年前,閃電作為關鍵媒介合成了構成有機物的磷。磷是構成 DNA、RNA、ATP(所有已知生命體的能量來源),以及像細胞膜這樣的生物結構的重要物質。
* 【又一黑洞照片問世!偏振光下M87超大質量黑洞圖像公開】天文學家近日發佈了一張 M87 星系中心超大質量黑洞的新圖像,這張圖像是 2019 年第一張黑體照片的後續,但它更清晰,圖片中的偏振光描摹了這個超大質量黑洞的磁場線。
2019 年 4 月 10 日,事件地平線望遠鏡創造了歷史的新壯舉——發佈了有史以來黑洞的第一張圖像,黑洞看起來就像一個亮橙色圓圈,位於 5300 萬光年之外,由分布在四大洲的八個射電天文台拍攝到的。
* 【鋸末製成的生物塑料可在三個月內完全降解】
近日,耶魯大學研究人員將鋸末通過生物降解等方法打造成為了一種具有諸多優點的新型生物塑料,在保有高強度的同時,還能夠在三個月的時間內完全降解。該團隊已將有關這項研究的詳情發表在近日出版的《自然可持續》(Nature Sustainability)期刊上。
* 【一個月內240顆衛星上天!SpaceX成功發射第23批Starlink衛星】美東時間 3 月 24 日凌晨 4 時 28 分,SpaceX 的「獵鷹」9-1.2 型火箭從佛羅里達州的卡納維拉爾角太空軍基地第 40 號發射台發射升空,將 60 顆衛星送入軌道。火箭發射大約 9 分鐘以後,將近 230 英尺高的一級助推器在位於大西洋的「我依然愛你」(Of Course I Still Love You)號回收船上著陸,返回地球。
火箭發射大約 1 小時後,二級助推器將繼續推進 60 顆星鏈衛星。所有的衛星都在近地軌道上運行。
* 【麻省理工學院通過觀察天體確定複雜碳環分子多環芳烴】
麻省理工學院天體化學家布瑞特·麥奎爾領導的團隊借助綠岸望遠鏡,在距離地球 430 光年的金牛座分子雲(TMC-1)中,確定了兩種獨特的多環芳烴(PAHs),其由幾個相連的六邊形碳環和氫原子組成。他們首次在星際雲中發現了能夠解釋生命起源的複雜含碳分子多環芳烴(PAHs),且濃度遠超此前預期,研究這些分子和其他類似分子可以幫助他們更好地瞭解生命在太空中是如何開始的。
* 【杜克大學開發出用於異常環境檢測的「蜻蜓」機器人】
杜克大學基於仿生學開發出一款名叫 DraBot 軟體機器人,長度僅為 2.25 英吋(5.7 釐米),可效仿蜻蜓在水面上滑行,在檢查是否有漏油、高酸度和其他異常情況有獨特優勢。該研究已發表在《先進智能系統》雜誌上。
* 【iPhone 與 Apple Watch 可遠程評估心血管患者的虛弱程度】
最新研究表明,蘋果的 iPhone和 Apple Watch 可遠程評估心血管患者的虛弱程度。這項研究由斯坦福大學進行,並由蘋果公司資助。該研究將傳統的步行測試、使用 iPhone 和 Apple Watch 傳感器在門診測量以及通過應用程序遠程進行的步行測試進行比較。它還納入了被動收集的活動數據。
* 【美國科學家利用X射線對神經元進行無線調制,幫助治療和改善腦部疾病】
美國能源部阿貢國家實驗室的研究人員與四所大學的研究人員合作發明利用X射線對神經元進行無線調制的方法。該療法依靠光學和遺傳學的突破,通過注射納米顆粒來刺激大腦深處的神經元,有可能幫助治療慢性抑鬱症和疼痛。
* 【新型高精度溫度計可為量子計算機快速測溫】
瑞典哥德堡查爾姆斯理工大學的研究人員開發了一種新型溫度計,借助其可以實現在量子計算過程中,直接以極高的精度簡單、快速地測量溫度。相關研究成果發表在《物理評論X》期刊上。
* 【吃辣還有這好處?辣椒素能增加造血乾細胞動員能力!】血液癌亦稱血癌,就是我們平常說的白血病。白血病佔惡性腫瘤總發病數的 5% 左右,患有這類惡性腫瘤的人,需要先進行連續化療再進行骨髓移植,以用健康造血乾細胞代替受損乾細胞。我們都知道,交感神經可以調節造血乾細胞生態位,但骨髓中傷害性神經元的貢獻尚不清楚。
近日,阿爾伯特·愛因斯坦醫學院和北卡羅來納大學教堂山分校的研究人員在小鼠身上做了實驗,併發現兩個結果:1.傷害性感受神經元通過降鈣素基因相關肽(CGRP,Calcitonin gene related peptide,人類用分子生物學方法發現的首個活性多肽)的分泌可以誘導造血乾細胞動員;2.辣椒素觸發傷害性神經元的激活,從而顯著增強了小鼠造血乾細胞動員能力。
* 【歐洲核子研究中心 LHCb 實驗結果正挑戰物理學的領先理論】
歐洲核子研究中心 LHCb(大型強子對撞機)實驗的英國物理學家今天公佈了新的結果,測量出現了兩種不同類型的美誇克(又名底誇克)衰變,這些結果可能暗示了違反粒子物理學現有標準模型。美誇克通過弱相對作用,可以衰變為上誇克或粲誇克,但新的結果表明,這可能不會發生。
* 【特斯拉聯合創始人與Specialized合力,共同解決電動自行車電池問題】電動自行車既有摩托車的功能,又可以使用自行車的腳踏騎行。它以輕便、易操控、節能環保等優勢,成為越來越多人出行選擇。通常,當騎車人踩踏板或使用油門時,那些安裝在自行車下管或集成在自行車下管內的電池會啓動電動機。
但是,電動自行車的問題也日益突出。比如,當電池用盡時該怎麼處理,是直接將這些電子垃圾送入垃圾站,還是有其他更好的解決方案?
最近,美國第三大自行車製造商 Specialized(按市場份額標準)給出了不一樣的答案。它選擇與特斯拉的聯合創始人兼前首席技術官 Jeffrey Straubel 合作,目的是讓電動自行車的蓄電池通過回收擁有第二次生命。
* 【火星上消失的水源可能隱藏在地殼之下】數十億年之前,溫暖的火星上分布著湖泊和海洋。而在大約 30 億年以前,這些巨大的水體在火星表面消失得無影無蹤。多年來,科學家們一直認為,隨著火星大氣層的削弱,其表面的水分逃逸到了太空之中。
然而,這些水源或許並沒有一直向上逃逸,而是朝著反方向進入了地下。加州理工學院研究人員開發的新模型顯示,我們仍然有可能在火星的地殼下發現 30% 到 99% 的古老水源,相關論文被發表在《科學》雜誌上。
英國動物物理治療學院 在 國家衛生研究院-論壇 Facebook 的最讚貼文
【運動神經元疾病 - 肌萎兒臨終:我先去天堂找一個家,等把拔和馬麻】:「脊髓性肌肉萎縮症(Spinal Muscular Atrophy,簡稱SMA,俗稱小漸凍人)不多見,這些小朋友雖然肌肉萎縮、卻有個神祕的現象,他們多半非常聰明,而且特別貼心、甜蜜」,「榮總關渡醫院神經內科-高克培醫師」不由地回想起幫一個小病友做緩和醫療(hospice)的經過。
■我跟病童說了一個祕密
30多年前,我有一個7、8歲患者,他的可愛令人憐惜難忘。小病人3、4年中被帶來門診幾次,他爸媽很信任我,充分了解小朋友的未來。最後一次來,他早已不清的口齒變得更斷斷續續,他沒氣、沒力地說:「晚上總是做噩夢、好可怕啊。」
媽媽也說,他近來心情很不好、不大肯說話,而且身上老是冒冷汗,稀飯只能一小口一小口、好慢地勉強吞,更不敢喝水,我看他心跳超快,我知道小朋友不會太久了,他爸媽看出我的無奈,在輪椅後面露悲傷、無助…。
突然我靈機一動,要他爸媽暫出診療室,因為「我要跟他說一個祕密」。
我問他:你愛不愛你們家?
他說:愛啊!
我再問他:你們家是誰找到的?
他說:當然是我把拔和馬麻。
我又問:是你、還是你把拔和馬麻先來這個地球?
他說:當然是我把拔和馬麻。
我說:那好,萬一你先去天堂,怎麼辦?
他想了好一會兒,一字一字咕咕嚕嚕地說:
好啦,我一定會在天堂找一個可愛的家等我把拔和馬麻。
道別幾個月後,他爸爸打電話到診間,很平靜地謝謝我,說兩個星期前夜裡小朋友走了,走前一直很高興,常常對他和媽媽說:「這次換我先去天堂,我去那裡要找一個家,等你們來。」【註1】
■還記得曾經紅極一時的「冰桶挑戰」嗎?
當時冰桶挑戰讓俗稱「漸凍症」的「肌萎縮性脊髓側索硬化症」(Amyotrophic Lateral Sclerosis,簡稱ALS)獲得大家的認識與關注;而同樣是運動神經元疾病的「脊髓性肌肉萎縮症」(Spinal Muscular Atrophy,簡稱SMA,俗稱小漸凍人),也是一種遺傳性的疾病,但跟ALS不一樣的是,ALS通常在成人時才會發病,但SMA多半在嬰兒時期、兒童時期就會發病。【註2】
■運動神經元疾病(漸凍人)
提起運動神經元疾病,一般人或許會覺得很陌生,但如果說是「漸凍人」,可能就恍然明白。運動神經元疾病(Motor Neuron Disease,簡稱MND ),俗稱「漸凍症」,醫學教科書中常以其病變位置為名,稱之為「肌萎縮性脊髓側索硬化症」(Amyotrophic Lateral Sclerosis,簡稱ALS )。
曾經有許多名人罹患運動神經元疾病這項疾病:1939年美國洋基隊著名棒球明星Lou Gehrig被診斷出罹患此病,當時36歲的他曾經創下許多美國職棒史上空前的紀錄並4次奪得美國職棒大聯盟最有價值球員MVP獎;然而不論醫師如何努力醫治,他還是在四年後告別深愛他的全美球迷,因此在美國這個疾病習慣被稱為「葛雷克氏症」(Lou Gehrig's disease)。
在眾多患者中,最讓世人印象深刻的是:繼愛因斯坦後,目前全世界最偉大的理論物理學家─史蒂芬‧霍金 (Stephen Hawking) 博士,他出生於1942年,在他21歲就讀牛津大學三年級時便罹患「漸凍症」,且在短短幾年內便全身癱瘓。
然而四十幾年來他一直以完全癱瘓、無法言語的身軀從事世界最頂尖的研究,靠著電腦溝通輔具的幫忙,仍持續在實驗室從事天文物理研究工作,從不間斷,直至76歲之齡與世長辭。另外,中國共產黨主席毛澤東也是因罹患「漸凍症」過世,從毛澤東私人醫生所著的書籍中,就可以瞭解其痛苦的罹病經過。
「運動神經元疾病」是世界衛生組織公告21世紀重要困難治療的疾病之一,這種疾病最可怕之處在於患者中樞神經系統的運動神經細胞會快速進行性凋亡,患者在兩三年內逐漸出現神經肌肉萎縮、四肢癱瘓、無法言語、無法吞嚥、甚至呼吸衰竭,以致於必須長期依賴呼吸器維生,外觀看來就像植物人一樣。
然而他們的意識卻非常清醒,感覺正常,就像是活生生的靈魂被禁錮在一個的僵死軀殼裡,完全無法與外界溝通,我們稱之為「漸凍人」,但其痛苦更甚於「植物人」。運動神經元疾病是一種殘酷的病症,患者只能眼睜睜的看著自己的全身肌肉逐漸萎縮,症狀一天天惡化,卻無能為力。
■運動神經元疾病好發於中壯年人
根據最近一項調查研究發現,台灣每年約有500位運動神經元疾病新發生個案,近年來其盛行率更有逐年增加之趨勢。未來隨著人口逐漸老化,這種可怕的中樞神經退化性疾病勢必有增無減。運動神經元疾病好發於中壯年人,男性罹患機率約為女性的1.5倍。
■臨床症狀
人類的大腦就像一部超級電腦,統管全身的每一個器官,是人體中最忙碌也最權威的器官,它每分每秒都在發號司令,指揮身體各部門如何運作。
其中運動神經元細胞負責指揮全身的肌肉運動功能:
▶位於「大腦」中的運動神經元,我們稱之為「上運動神經元」
▶位於「腦幹及脊髓」中的運動神經元則稱為「下運動神經元」
運動神經元疾病的主要病變位置就是在這兩個部位。
▶當上運動神經元發生病變時
患者會有四肢緊繃、無法協調、肌肉僵直、甚至嚴重抽痛的現象,並且由於四肢神經反射異常增強,患者的膝蓋與腳踝經常只要一碰觸就會一直抖個不停。
▶若是下運動神經元發生病變時
多數會從手掌或腳掌開始出現肌肉萎縮現象,接著向上蔓延,影響到大腿、手臂、肩膀、頸部、舌頭及呼吸肌肉等,最後患者甚至會全身癱瘓,呼吸衰竭,只能依賴呼吸器維生。
罹患運動神經元疾病的患者主要是運動神經萎縮,其感覺神經並未受到侵犯,雖然患者的四肢無法動彈,也無法自行呼吸,但自始至終意識卻非常清楚,冷、熱、痛、癢等感覺亦像正常人一樣清晰敏銳,然而這也正是痛苦之所在。
■致病因素
罹患運動神經元疾病的病人常會無語問蒼天:為什麼我會得到這種病?
運動神經元疾病究竟是如何發生?多年前科學家就發現運動神經元疾病患者的神經細胞中常有麩胺酸(Glutamate) 過度堆積的現象。麩胺酸存在我們的中樞神經系統裡,是一種非常重要的興奮性神經傳導物質,負責快速神經傳導,與個體的認知、記憶、運動等功能有關。麩胺酸在正常情形下是無害的,但若是累積過多,就會在運動神經元細胞內產生毒性,並造成神經細胞壞死。
關於運動神經元疾病的致病機轉,以往有過許多假說,包括:病毒感染(如:小兒麻痺病毒及愛滋病毒皆可導致成人發生類似運動神經元疾病的症狀)、食物毒素(如:關島土著傳統食物中的毒素BMMA可以導致運動神經元疾病)、其他還有重金屬中毒(如:錳中毒、鉛中毒)等學說,但後來的研究發現這些都不是主要的原因,且無法解釋大多數的運動神經元疾病。
近年來拜基因科技發達之賜,我們漸漸瞭解:基因功能異常才是其真正的致病原因。 十幾年前科學家便發現一種稱為SOD1的基因可以造成運動神經元疾病,科學家利用突變的SOD1基因植入老鼠體內,證實可以引發典型的運動神經元疾病。
科學界一度以為已經找到最根源的解答,然而當應用到臨床研究上時才發現,這只是個次要的基因,因為只有百分之一的運動神經元疾病患者有此基因異常,這個結果一度令科學界沮喪。
所幸經過不斷的努力,最近英國國王學院(King’s collage)的科學家在運動神經元疾病研究上取得重大突破,他們已經找到一種與大多數運動神經元疾病直接相關的基因變異,並發表在2008年2月的科學雜誌(Science)上,這種基因稱為TARDBP基因。
之後的研究也發現這個基因所造成的神經細胞內一連串分子變化確實與這個疾病的致病機轉有著密切的關連性,這對於該疾病的研究是一個重要的里程碑,這些發現可以幫助我們瞭解運動神經元疾病的真正發病機轉並進而找出根治的方法。【註3】
■漸凍症基因療法臨床試驗 帶來治癒曙光
2020年,《新英格蘭醫學雜誌》(New England Journal of Medicine; NEJM)最新發表的2 項重要研究,為 ALS 病友帶來了一絲治療的曙光:基因療法有效抑制了致病基因的表現,改善了與疾病相關的指標!
對於具有SOD1 基因致病突變的ALS 病友而言,調節 SOD1 突變基因的表現進而降低突變基因所製造的毒性蛋白量可能具有治療的作用。在SOD1 突變的ALS 動物模型中,這類療法減緩甚至逆轉了運動神經元的退化死亡。最近,兩個獨立的研究團隊分別通過兩種基因療法,在攜帶 SOD1 突變ALS 病友中研究抑制 SOD1 基因表達可能帶來的治療益處。
■漸凍人症目前有很多未知之謎,其中包括發病的原因尚不明朗
根據美國國立衛生研究院(NIH),現有證據表明,基因和環境因素可能是導致漸凍人症的原因,55~75歲的人和男性是易發群體。
罹患漸凍人症的病人,可以通過藥物、物理治療和營養補充等方法,來延緩疾病的進程,但沒有治癒方法。根據美國漸凍人協會(ALSA),漸凍人的平均存活壽命是3年,只有5%的人可以存活20年或以上。
然而,霍金卻在被診斷漸凍人症之後,活了55年之久,不僅超過了當年醫生的預測,也超過了迄今為止的紀錄。
漸凍人協會的首席科學家Lucie Bruijn對《時代雜誌》表示「漸凍人症是很複雜的案例,每個人情況都極為不同」,霍金的長壽也許與他的基因、接觸的環境因素,以及無微不至的臨床護理有關。
霍金自己則認為,讓他能夠抵抗病魔的,是活躍的思維和幽默感。
霍金說:「至少這告訴了人們,人不能失去希望。」【註4】
【Reference】
1. 來源
Miller T, Cudkowicz M, Shaw PJ, et al. Phase 1-2 Trial of Antisense Oligonucleotide Tofersen for SOD1 ALS. The New England Journal of Medicine. 2020 Jul;383(2):109-119. DOI: 10.1056/nejmoa2003715.
Christian Mueller, James D Berry, D McKenna-Yasek, et al. “SOD1 Suppression with Adeno-Associated Virus and MicroRNA in Familial ALS.” The New England journal of medicine 383 2 (2020): 151-158 .
➤➤資料
∎註1
(元氣網)「肌萎兒臨終:我先去天堂找一個家 等把拔和馬麻」:https://health.udn.com/health/story/5960/4249033?from=udn-referralnews_ch1005artbottom
∎註2
(Heho健康)「肌肉萎縮是嬰兒死亡率最高的遺傳疾病!孕前預防、檢查、治療一次看懂」:https://heho.com.tw/archives/87376
∎註3
臺北市立聯合醫院忠孝院區「神經內科-運動神經元疾病(漸凍人)」:https://tpech.gov.taipei/mp109171/News_Content.aspx?n=73F717BEABAB7172&s=8B753E510FF8BAD8
∎註4
大紀元 epochtimes.com「霍金患致命漸凍症 卻多活50年 原因為何?」 :https://www.epochtimes.com/b5/18/3/15/n10218912.htm
➤➤照片
∎ (研之有物)當體內的油電混和車「電池壞了」!運動神經元退化:https://research.sinica.edu.tw/motor-neuron-diseases-mir-17-92/
2. 【國衛院論壇出版品 免費閱覽】
▶國家衛生研究院論壇出版品-電子書(PDF)-線上閱覽:
https://forum.nhri.org.tw/publications/
3. 【國衛院論壇學術活動】
▶https://forum.nhri.org.tw/events/
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英國動物物理治療學院 在 李佳燕醫師 Facebook 的最佳解答
這篇文章很有趣。跟我到醫學院與年輕醫師談醫療化的時候,所舉的例子有異曲同工之妙。我常舉的例子是左撇子與禿頭。
從前左撇子被認為是一種異常,是一種需要矯正的異常。多少左撇子被家長老師硬改為右撇子,在強迫改變的過程中,真是淚水怒火斑斑啊!
但是,隨著時代進步,人類開始發明各種適合左撇子使用的器具,左撇子不再造成自己或他人的不方便時,左撇子又變成不需要矯正的另一種正常。
禿頭,(當然是指不是因為其他疾病併發下的禿頭)也可以因為世俗的評論,從很難看要治療,變成好酷!像玩命關頭的馮迪索~~
是的,如果占人口的5%甚至10%的"異常,這是不是也是人類得以繼續在地球存活的因素?
想想看,有什麼被專家或某些人說是異常,說是疾病的狀況,可以透過改變環境,讓不方便變成方便,就可能不再被認為是異常,不再是疾病?
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