天然物研究的前世今生

傳說中神農氏藉由不斷的試吃,鑑定了大自然中許多種的動植物和礦物,並且詳細既載這些物質對於調養身體或治療疾病的效果。後人逐步統整這方面的知識後,累積成著名的中藥典籍《本草綱目》。
以上的例子是古代「藥物開發」最常見的一種模式,雖然確實能找到具有療效的物質,但對於它們是如何產生療效,卻難以在分子層級有詳盡的論述。舉例來說,我們知道喝茶可以提神,但是茶葉組成複雜,包含葉綠素、纖維素、蛋白質、各種微量礦物質等眾多成分,絕大多數都不具提神的功能;在仔細分離純化各個分子之後,科學家發現只有咖啡因具有提神的效果。咖啡因就是一種天然物(natural product),雖然「咖啡因」和「茶葉」以及它們的作用不會因為時代而改變,但天然物的研究方法和切入點,確實因時代變遷而有所不同;本文專注於討論天然物在現代科學中扮演的角色。

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賦予塑膠袋新生命

當社會大眾逐漸意識到塑膠垃圾造成的健康與環境問題,回收、減用塑膠製品成了當前的重要議題。如何更經濟、更環保地再利用這些塑膠廢棄物,是科學家們一直想解決的問題。現在,科學家們有了新的解答:利用鉑催化劑,可以將聚乙烯製品升級再造,生成具有高附加價值的芳香烴類化合物。

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加點糖就能搞定——粉蝨對芥子油炸彈的防爆機制

如同人類為了抵禦細菌與病毒,而發展出複雜的免疫系統。十字花科植物對於害蟲的入侵,也有一套自我防禦的武器——芥子油炸彈,但這套裝備似乎對自備吸管的粉蝨一點辦法也沒有。科學家一直認為是粉蝨的刺吸式口器避免了防禦機制的啟動,最新的研究卻指出,芥子油炸彈確實引爆了,不過粉蝨卻能靠著分泌的蜜露化險為夷。

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越大越好—細菌、酶、輔因子與鑭系元素

當有「科技維他命」之稱的稀土元素被廣泛應用於生活各個角落,開採與回收這些金屬背後,昂貴的冶煉成本與伴隨的污染問題,需要更有效且友善環境的萃取方法。實驗室中,科學家發現有些特殊的細菌,能擷取環境中的鑭系元素。這些細菌的醇脫氫酶與它們的輔因子PQQ,能捕捉原子序較小(earlier),同時也是體積也較大的鑭系元素,或許能為稀土的純化翻開下個篇章。

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【2020諾貝爾化學獎】基因剪刀:一個改寫生命密碼的工具

艾曼紐爾•夏本提爾(Emmanuelle Charpentier)與珍妮佛•道納(Jennifer Doudna)榮獲了2020年諾貝爾化學獎的桂冠,主要是因為她們發現了基因技術中最強大的工具之一:CRISPR/Cas9基因剪刀。研究人員可以非常精準地使用它們改變動物、植物和微生物的DNA(去氧核糖核酸)。這個技術徹底改變了分子生命科學,為植物育種帶來了新機會、有助於創新的癌症療法、並可能使治癒遺傳性疾病的夢想成真。

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釕-106來源追溯——非放射釕同位素分析

2017年秋天,東歐上空出現釕-106(106Ru)放射性元素污染雲層。2020年六月,德國漢諾瓦萊布尼茲大學與明斯特大學的科學家們為這個謎團提供了新的線索。研究指出釕-106的來源,是已用過的核電廠燃料(又稱為乏燃料,spent nuclear fuel)。進一步的分析顯示,真正的源頭是俄式壓水反應爐(water-water energetic reactor, VVER)的核燃料再處理過程(nuclear reprocessing)中產生的洩漏。

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【科學史沙龍】〈為何人類需要臭氧層?臭氧層如何因人類而破洞〉&〈談氣膠與大氣、海洋、人文的關係〉

地球大氣層中的臭氧分子,能夠吸收陽光中對生物有害的紫外線,然而臭氧層卻因為人類近數十年來的活動,在南極上方破了一個大洞。本講次說明臭氧吸收紫外線的機制,以及臭氧層破洞的成因。

俗稱 PM 2.5 懸浮微粒的氣膠,近年來造成嚴重的空汙問題。世界衛生組織不但宣布 PM2.5 為致癌因子,甚至估計每年死於空汙問題的人數多達 700 萬人。在環境汙染致死人數,已超越戰爭、天災、疾病等等傳統災難的情況下,你我該如何因應?

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