為了解開謎底,科學家特別針對山羊進行實驗。實驗在「山羊樂園」(Buttercups Sanctuary for Goats)進行,總共找了 34 隻成年羊(17 隻雌羊、17 隻閹公羊),樂園裡的這些山羊與人類之間經歷過許多正向的互動;在實驗之前,樂園裡的員工和志工都會固定照顧山羊,牠們也可以自由取得自己想要的食物。
在正式實驗之前,山羊們先歷經了「取食練習」:在練習場地的正中央,有一塊稍高於其他部分的木板,而兩名參與實驗的人員則會分別站木板旁邊(實驗員 A )以及距離木板 250 公分處 (實驗員 B)。實驗員 A 將食物放在木板上,並用塑膠盒蓋住,如果山羊可以在 60 秒內移動或翻倒塑膠盒並取得食物,便算過關。在練習的過程中,有 2 隻雌羊因為沒有達成任務而被排除。
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在甲組中,實驗員面對盒子;在乙組中,實驗員背對盒子。圖/實驗圖片
而在第二階段的正式實驗中,科學家進一步將塑膠盒固定在木板上,讓山羊看得到飼料卻吃不到,成為了「無解之題」。實驗將山羊分為兩組(各 16 隻羊),甲組山羊的實驗過程中,實驗員 A 會面對塑膠盒;而乙組山羊的實驗過程中,實驗員 A 則會背對塑膠盒;而實驗員 B 則當作控制變因、始終直直盯著塑膠盒。
你在看我嗎?靠近一點,再靠近一點
看著我、看著我(瞇)快給我食物啦~~圖/Pixabay
在取食練習和正式的實驗中,我們可以發現山羊會根據實驗員 A 的注意方向而調整自己的行為;相對於背對自己的實驗員來說,山羊會比較早看向面對自己的實驗員,注視實驗員的目光也會停留較久。此外,當實驗員 A 面向前方時,山羊會比較快進行視線交替(gaze alternation)且視線交替的頻率也較高;而在面對實驗者 B 的時候,則沒有特別的差異。這個實驗結果從前也曾在幼兒、狗和馬的身上有類似發現。
Christian Nawroth, Jemma M. Brett, Alan G. McElligott, “Goats display audience-dependent human-directed gazing behaviour in a problem-solving task” , Biology Letters, [2016.07.05] DOI: 10.1098/rsbl.2016.0283
1990 年,融合蛋白 CD4 免疫黏附素(CD4 immunoadhesin)誕生。這項設計,是為了對付令人類聞風喪膽的 HIV 病毒。
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我們知道 T 細胞是人體中一種非常重要的白血球。在這些 T 細胞中,大約有六到七成表面帶有一個叫做「CD4」的輔助受體。CD4 會和另一個受體 TCR 一起合作,幫助 T 細胞辨識其他細胞表面的抗原片段,等於是 T 細胞用來辨認壞人的「探測器」。表面擁有 CD4 受體的淋巴球,就稱為 CD4 淋巴球。
麻煩的來了。 HIV 病毒反將一軍,竟然把 T 細胞的 CD4 探測器,當成了自己辨識獵物的「標記」。沒錯,對 HIV 病毒來說,免疫細胞就是它的獵物。HIV 的表面有一種叫做 gp120 的蛋白,會主動去抓住 T 細胞上的 CD4 受體。
而另一端的 Fc 區域則有兩個重要作用:一是延長融合蛋白在體內的存活時間;二是理論上能掛上「這裡有敵人!」的標籤,這種機制稱為抗體依賴性細胞毒殺(ADCC)或免疫吞噬作用(ADCP)。當免疫細胞的 Fc 受體與 Fc 區域結合,就能促使免疫細胞清除被黏住的病毒顆粒。
不過,這裡有個關鍵細節。
在實際設計中,CD4免疫黏附素的 Fc 片段通常會關閉「吸引免疫細胞」的這個技能。原因是:HIV 專門攻擊的就是免疫細胞本身,許多病毒甚至已經藏在 CD4 細胞裡。若 Fc 區域過於活躍,反而可能引發強烈的發炎反應,甚至讓免疫系統錯把帶有病毒碎片的健康細胞也一併攻擊,這樣副作用太大。因此,CD4 免疫黏附素的 Fc 區域會加入特定突變,讓它只保留延長藥物壽命的功能,而不會與淋巴球的 Fc 受體結合,以避免誘發免疫反應。
從 DNA 藍圖到生物積木:融合蛋白的設計巧思
融合蛋白雖然潛力強大,但要製造出來可一點都不簡單。它並不是用膠水把兩段蛋白質黏在一起就好。「融合」這件事,得從最根本的設計圖,也就是 DNA 序列就開始規劃。
我們體內的大部分蛋白質,都是細胞照著 DNA 上的指令一步步合成的。所以,如果科學家想把蛋白 A 和蛋白 B 接在一起,就得先把這兩段基因找出來,然後再「拼」成一段新的 DNA。