網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策

0

0
0

文字

分享

0
0
0

降落彗星,開啟彗星研究新視野

臺北天文館_96
・2012/02/10 ・1041字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 568 ・九年級

歐洲的羅賽達號太空船(Rosetta)正朝向它的目標—67P/Churyumov-Gerasimenkoand彗星前進,預計在2014年進入環繞這顆彗星的軌道,並釋放一個探測器,降落在這顆彗星的表面。這是彗星探測史上的兩個創舉。

彗星是45億年前太陽系形成歷史之初遺留下的原始物質所構成的小天體,一生中絕大部分時間都待在寒冷的太陽系外圍,性質鮮少變化,因此被天文學家視為研究太陽系早期歷史的金礦。

當它們沿著狹長的軌道逐漸逼近太陽時,受到的太陽光熱愈來愈熾烈,逐漸轉化成地球夜空中令人摒息的美景。歐洲太空總署(ESA)於2004年發射羅賽達號,讓它們盡量靠近這個美景的最佳賞景點,近距離研究這些帶著太陽系原始訊息的天體。

到目前為止,科學家們對彗星的瞭解,有很大一部份是來自數次的彗星飛掠任務。然而,飛掠式的彗星任務,只能匆匆瞥一眼處在某一演化階段的彗星外貌,無法獲得更全面的資料。這就是羅賽達號有別於其他彗星任務的地方,因為羅賽達號將環繞67P彗星達17個月之久,隨著彗星接近太陽再遠離太陽,科學家們將可親眼見到整個彗星受到猛烈太陽光熱影響下的演化狀況。

還在努力航向67P彗星的此時,羅賽達號處在休眠的狀態,預定在2014年的元旦復甦,之後進行一個月的自我檢測工作。如果一切安好,那麼將在2014年8月進入環繞67P彗核的軌道,掃瞄彗星表面,尋找降落地點。一旦選定降落地點後,太空船將降低高度至距離彗核表面約1公里之處,並放出登陸器(lander)。

登陸器名為「菲萊(Philae)」,此名原是埃及尼羅河中一座小島的名稱,科學家在這座靠近亞斯文的島上的神廟中,發現一塊石碑,就是得以讓世人破解古埃及文奧秘的「羅賽達石碑(Rosetta Stone)」。菲萊登陸器預定將在2014年11月登陸彗星表面;這是首次被完全控制的彗核登陸行動,類似阿波羅號登陸月表一樣。由於彗星表面重力極低,菲萊登陸器一確定登陸成功後,便會以類似魚叉的鉚釘鑽透彗核表面以便固定。固定後,登陸器才終於能著手取得這個彗核的第一手資料:收集彗核樣本,利用探測器中的顯微鏡自動檢測,並拍攝彗核地表的全景影像。

在此同時,上空環繞的太空船也很忙。船上的感應器不斷測繪彗星表面地形和磁場,監測彗星爆發噴流和間歇噴泉,測量物質流速率等等。將在彗核地表的登陸器和上空環繞的太空船資料予以整合後,還可獲得彗星的3D立體影像,甚至是彗核表面以下的地質結構等。

這個獨一無二的彗星任務,最終結果必定將讓彗星研究的歷史寫上一段好長的故事。

 

資料來源:Mission to Land on a Comet[2012.01.31]

轉載自台北天文館之網路天文館網站

文章難易度
臺北天文館_96
477 篇文章 ・ 13 位粉絲
臺北市立天文科學教育館是國內最大的天文社教機構,我們以推廣天文教育為職志,做為天文知識和大眾間的橋梁,期盼和大家一起分享天文的樂趣!


0

11
5

文字

分享

0
11
5

揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

文章難易度
科技魅癮_96
1 篇文章 ・ 2 位粉絲
《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》