空氣中的 DNA 用於生物監測

環境 DNA(eDNA)分析具有巨大潛力,不僅可以通過基因檢測用於生物監測,提前預警入侵物種及稀有物種,還可以來研究古生物或已滅絕的物種。eDNA在無需收集活的生物有機體的情況下進行監測,從而能夠以非侵入性的方式研究活生物體,而不會對其造成人為壓力。空氣中的eDNA(airDNA)在探索現存尚無充分紀錄的物種之種群規模、分佈及動態扮演重要的角色,而與傳統的採樣方法相比較,airDNA 通常更具成本效益。

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次世代定序用於檢測 COVID-19 病毒及防止擴散

新型冠狀病毒 SARS-CoV-2 已引起全球大範圍傳播和持續大流行。當前用於 COVID-19 診斷的測試方法包括抗原快篩、PCR 核酸檢測及次世代定序(Next-Generation Sequencing, NGS),因 COVID-19 病毒的快速變異,NGS 在許多方面發揮著極重要的作用。NGS 可用於探索病毒來源、偵測變種病毒及預測其演化趨勢以阻止大規模傳播,有潛力進一步用於 COVID-19 的新診斷方法和新治療靶點的開發。NGS 的廣泛應用將提供強而有力的支持,以應對未來的突發公共衛生事件。

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果蠅是量身訂作癌症精準醫療的幕後推手

果蠅是最佳的生命科學研究模式生物之一,特別是在遺傳學的發展上。建立在前人的研究成果之上,現今許多的生物基因已經完全解碼,包含人類在內,目前更發現果蠅有部分基因與人類極為相似,讓人們不只從分子生物的層級認識不同的物種,瞭解物種演化、遷移及性狀表現的機制,最近科學家更將這項工具應用於疾病的分析,當前最令人振奮的就是癌症相關的研究,未來可望藉由建立果蠅的多基因模組,為癌症患者設計訂作個人化的精準治療。

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攝取紅肉會增加心血管疾病風險

肉類是補充蛋白質、礦物質及維生素的重要來源,受到養生風潮影響,很多人在挑選肉類時,會在紅肉與白肉之間再三思量,認為白肉比較健康,而紅肉比較不健康。確實,攝取紅肉會增加心血管疾病風險,腸道菌代謝副產物-氧化三甲胺(TMAO)是增加罹病率的重要因子(膳食肉鹼 → γBB → TMA → TMAO)。特定基因群gbu的厭氧菌會主導 TMA的代謝,飲食條件左右微生物 gbuA  基因的活性,攝取紅肉會提高微生物的 gbuA 基因表現量,進而誘發心血管疾病的致病因子產生。

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果蠅細胞的形態素揭祕器官應該長到多大

果蠅已廣泛被用於生命科學相關研究,而且幾乎不會傳播疾病,也不會危害農作物,所以是一種安全無害的研究材料。已知形態素會形成濃度梯度,可以引導器官發育方式及調整生長的形態、大小,研究人員在一項研究果蠅的形態素實驗中,利用數學公式解答濃度梯度機制,已發現形態素的濃度梯度為組織生長的關鍵,藉由追蹤果蠅細胞中的形態素在不同大小的組織中分佈與擴散的情形,可以揭示器官應該長到多大才會停止的作用機轉。

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炭疽桿菌毒素能帶來止痛新解方?

炭疽桿菌毒素因其可作為生物戰劑而惡名昭彰,但此毒素受體卻可抑制疼痛訊息傳遞,所以炭疽桿菌毒素可專一性的緩解痛覺。此外,神經受體 ANTXR2止痛途徑並不會像鴉片類止痛藥會造成藥物成癮或產生神經系統副作用,特別是運用保護性抗原、水腫因子的止痛途徑,對於緩解神經損傷造成的疼痛特別有效。然而,這項實驗尚未進入臨床試驗階段,而且所用的炭疽桿菌、肉毒桿菌傳染性及致命性均極高,故在實際應用於人體時應審慎評估。

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造血幹細胞越大,老化速度越快?

老化是所有生物必經的過程,代表著細胞的活性、代謝及再生能力變差。以往我們認為老化的過程會增加 DNA 損傷的程度,使得細胞因無法進行細胞分裂而逐漸增大,所以細胞體積增加乃因老化造成。然而,最近一項以造血幹細胞的體積大小為研究標的動物實驗卻顯示,細胞體積過大才會加速老化的進程,反轉了先前的觀念,發現幹細胞大小與功能有直接關聯性,細胞大小是功能的重要標記。

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白血球癌細胞的休眠狀態可對抗化學治療 ?

白血病的療法以化學療法為主,但有時會因長期副作用、抗藥性及高復發率而療效不佳。在動物實驗中,已知特定癌細胞會在進行化療時會進入休眠狀態,而具有抵抗化療的能力,而這種癌細胞的特性是表觀遺傳調控機制啟動,所以造成白血病復發的原因應包括表現型變異與基因型變異。在三期臨床試驗中,與單獨使用去甲基化藥物(Azacitidine)相較,已發現口服的標靶藥物(Venetoclax)與去甲基化藥物的合併療法,對治療的反應率和病患的存活率均較高。

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嬰兒半夜哭鬧與母乳的營養素有關?

營養攝取跟母子作息有關,所以調整嬰兒與母乳媽媽的營養攝取有機會改善母子的睡眠問題。因為岩藻糖轉移酶第二型(FUT2)可影響母乳寡糖的種類與含量及維生素 B12 的含量,而與母子睡眠作息有關。母親要改善哺育嬰兒的生活,首先要了解自身是何種體質,透過母乳營養基因檢測來精準了解自己屬於 FUT2 分泌型還是非分泌型,據以規劃適合的營養方針,選擇增加母乳營養、提供嬰兒額外的營養或二者並行,可讓母子作息與睡眠得到確實的改善。

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抗菌免疫力可透過表觀遺傳傳遞給下一代?

表觀遺傳是在不改變基因序列的前提之下影響基因表現,常見機制包含 DNA 甲基化、RNA干擾和組蛋白修飾。表觀遺傳影響基因活性和表達的變化,且可能遺傳給後代,包括親代在受到真菌感染後,對抗細菌的免疫力遺傳給子代的現象,先前的研究已針對植物及無脊椎動物探討過這項機制。近期荷蘭的研究團隊已首度提出動物模式的先天性免疫的表觀遺傳現象,證實受過白色念珠菌感染的雄性小鼠,其子代對大腸桿菌及李斯特菌的保護力也較佳。

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認識血腦屏障

腦組織內的毛細血管內皮細胞緊密相連,內皮細胞之間沒有間隙,毛細血管外表面幾乎為星形膠質細胞包圍,形成了血漿與腦脊髓液之間的障壁-血腦屏障(BBB),位於腦細胞與血液之間,可以作為選擇性阻止某些物質由血液進入大腦的屏障。BBB嚴格調節離子、分子和細胞在血液和薄壁(parenchyma)組織之間的運動,對神經元功能保護至關重要。然而,BBB的存在對腦部疾病的藥物治療亦有相當影響

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身體的免疫大王--不可忽略的胸腺

胸腺是人體內重要的內分泌及免疫器官之一,在誘導淋巴細胞的生長、熟成及分化扮演著主導的角色,並可執行免疫監視作用。人類的胸腺大小和結構會隨年齡而有顯著不同,隨著老化的過程,胸腺會逐漸萎縮甚至消失,進而影響免疫功能,成為老年人易受感染及罹患癌症的原因之一。此外,科學家也發現營養不良會對免疫系統抗禦病原體會產生不利的影響,初步研究顯示與在營養不良個體內,胸腺誘導免疫反應產生不足或受損可能有關聯性。

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防堵金黃色葡萄球菌感染,用細菌載體攻破生物膜防護罩

在使用侵入式醫療器材(如心律調節器、假肢矯形植入物、心臟瓣膜和血管導管等)的情況下,為防止細菌感染,病人往往需要在一段時間內服用抗生素。但有時仍會受到感染,這是因為細菌會聚集在醫材表面形成了生物膜,而此層薄膜很難穿透,使得細菌產生抵禦抗生素及化學藥品的能力。因此,開發具有分解生物膜能力的細菌載體,將有助於改善因侵入式醫療器材造成的細菌感染,有潛力提供一個較抗生素或殺菌劑更為有效、便宜及安全的療法。

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瘧疾的治療及疫苗開發

已糾纏人類數千年的惡疾-瘧疾迄今仍在非洲、拉丁美洲及亞洲猖獗,每年奪走超過43萬人的生命,其中逾25萬受害者是非洲兒童,與愛滋病、結核病並列為全球最嚴重的傳染病。近年控制瘧疾的措施已獲得重大成果,但現在進展停滯,某些地區甚至出現逆轉。因此,疫苗帶來了新希望,有可能挽救成千上萬兒童的生命。確實,好消息來了,第一種獲得國際認證的瘧疾疫苗-葛蘭素史克美占(GSK)公司研發的RTS,S/AS01E(商品名:Mosquirix)終於堂堂問世了!

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