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紐西蘭的懷托摩洞穴,住著會發光的魔幻藍精靈!

嚴融怡_96
・2017/08/03 ・1601字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 540 ・八年級
  • Photo source: Flickr
  • 文/嚴融怡|曾就讀中興大學土壤環境科學系,目前在中央研究院地球科學研究所擔任助理,並且在台北鳥會、胡適國小等地擔任生態解說志工;喜歡生態學、環境科學、地球科學、生物學、與科學史等領域,對科普教育和環境教育有著很大的興趣。居里夫人曾說:「我們應該不虛度一生,應該能夠說我已經做了我能做的事。」希望一生都徜徉在科學的星河當中。

這些充滿生機的洞穴是大自然最偉大的展現,歡迎來到紐西蘭的懷托摩洞穴(Waitomo Cave)!

這是一處由魔幻的藍光蟲(小真菌蚋 Arachnocampa luminosa)所照明的石灰岩鐘乳洞穴,數以千計的小生物散發牠們通電的冷光燈,將洞穴轉化為一場終極閃耀的表演;當你進入這紐西蘭北島明亮而引人入勝之地,你彷彿正被傳送到一處生物光源的銀河系。

進入這個藍光蟲岩穴是一生一次的體驗;準備好驚異於大自然母親夜晚的玄秘嗎?有機會的話就到這個洞穴看看吧。

這個洞穴是怎麼被發現的呢?1888年,當地的毛利族酋長 Tane Tinorau,決定在紐西蘭北島懷托摩(Waikoto)地區領導一場戰爭進攻另一處部落。在戰爭結束後毛利族酋長及英國測量師 Fred Mace 兩人,在一次狩獵探索中意外絆倒進入了一處洞穴,他們發現整個洞穴的屋頂如同星空一般閃耀;裡面的奇景後來被英國測量師告知了其他的英國人。此後隨著英國殖民的腳步,這個發光的洞穴也聞名全世界,成為許多人絡繹不絕進入的觀光處所。

直到一百多年後的1989年,紐西蘭當局終於將這個洞窟的所有權歸還給毛利族人。

紐西蘭毛利人發現懷托摩洞穴。圖/Wikimedia Commons

有些報導會說藍光蟲(小真菌蚋 Arachnocampa luminosa)是一種螢火蟲,但其實牠們與一般我們所熟知的螢火蟲無關,反而和蚊蠅的親緣關係更近一些。這種穴居為生的小真菌蚋,牠們幼蟲階段會利用牠們的粘液線攀附在岩壁上以藉此吸引其他昆蟲來進行誘捕。等到成蟲階段,口器退化、無法進食,只剩幾天的壽命時,牠們會瘋狂地交配產卵;然後在最後的2到3天,這些父母親會用盡最後的力氣奮勇撞向幼蟲的絲網,捨身成為自己後代的食物。

小真菌蚋(Arachnocampa luminosa)的幼蟲以及分泌的黏液。圖/Wikimedia Commons

這個洞穴的地質年代其實已有1.5萬年的歷史了。最初的三千萬年前是在海洋裡面,承接了許多海洋生物的遺骸,而後歷經了地殼變動而來到地面;之後又因雨水侵蝕而形成許多的岩縫,雨水當中溶有微酸的二氧化碳,日積月累地向下侵蝕並擴大岩縫,逐漸形成一個封閉的岩洞。有的礦物質溶液又在岩壁和地面沉澱累積,形成了這些鐘乳石和石筍。

小真菌蚋則找到了這裡,成為了牠們世世代代安身立命的家園。

source:Culture Trip 影片截圖

原文字轉載自作者粉絲頁:週遭的海洋-The Sea Around Us,經編修後刊登。


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嚴融怡_96
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曾就讀中興大學土壤環境科學系,曾在中央研究院地球科學研究所擔任助理,長期作為台北鳥會的生態解說志工,並曾在多個學校社團擔任過講師;喜歡生態學、環境科學、地球科學、生物學、與科學史等領域,對科普教育和環境教育都有著很大的熱情。居里夫人曾說:『我們應該不虛度一生,應該能夠說我已經做了我能做的事。』希望一生都徜徉在科學的星河當中。


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臺灣半數肺癌患者沒吸菸!不吸菸肺癌的致病成因是?

PanSci_96
・2020/07/20 ・2263字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 605 ・十年級

肺癌傳統被認為與吸菸畫上等號,不過,臺灣的不吸菸肺癌患者卻比吸菸者多。中央研究院與臺大醫學院跨單位研究團隊以蛋白基因體技術建立臺灣早期肺癌病人的多體學大數據,找到不吸菸肺癌患者可能的致病機制。

研究主要有三個發現,首先是肺癌和人體體內APOBEC*突變特徵的高低、其次與致癌物的曝露有關;最後更發現一個從未被發現的新亞型肺癌,及其致癌基因突變的差異,有助早期發現臨床潛在的高風險肺癌患者。

*註:APOBEC的突變被認為跟癌症的發生有關。

研究主持人中研院化學所所長陳玉如表示,「這是東亞第一套結合深度多體學大數據及完整臨床資料,深度解析不吸菸肺癌成因的研究成果」,也是美國臨床蛋白基因體學腫瘤分析聯盟(CPTAC)首次和國際聯盟團隊(臺灣)攜手合作,以蛋白基因體學揭開臺灣及美國病人肺癌生物學的面紗。臺美二個獨立成果於今年(2020)7月9日同步發表在國際頂尖期刊《細胞》《Cell》上,並共同榮登本期雜誌封面。

肺癌致病的關鍵:APOBEC突變特徵、致癌物效應

肺癌是全球癌症死亡的主因,即使藥物治療近年有長足的進展,5年存活率仍低於20%,目前仍是國人癌症死亡頭號殺手。研究指出,在美國不吸菸者約佔肺癌患者的20%,而東亞地區(包括臺灣)的肺腺癌有獨特的特色,不吸菸者(尤其是女性)患病的比率高過於吸菸者。在臺灣有50%以上的肺癌病患並不吸菸,超過9成得肺癌的女性都不抽菸,而且近十年有年輕化的趨勢。為釐清東亞不吸菸肺癌的致病機制,此研究分析東亞地區103名肺癌病患,探究早期不吸菸肺癌的發病與進展。

癌細胞基因突變結果顯示,東西方病人突變的基因背景大為不同;肺腺癌癌變與APOBEC的突變特徵很有關。罹癌患者中,高達74%從未吸菸年輕女性(小於60歲)和所有無肺癌「表皮生長因子受體(EGFR)」 驅動突變的女性患者APOBEC突變特徵程度高,顯示APOBEC的突變特徵可能為女性早期肺癌的驅動因素;而高APOBEC突變特徵又與免疫療法療效呈正相關。因此,APOBEC突變特徵可能成為早期診斷和免疫治療的潛在生物標誌物。

此外,研究也發現,暴露於致癌物而引起的基因體編輯突變特徵,亦可能是癌症早期的主要驅動因素。在部分較年長女性(大於70歲)中程度較高,化學致癌物代謝和解毒過程及特定途徑的活化可能影響腫瘤癌化、惡化和免疫調節異常。換言之,減少生活中致癌物的暴露率可能是預防肺癌的有效策略。

發現「新亞型」肺癌 有助早期發現潛在高風險患者

過去研究已知,臺灣肺癌患者主要在EGFR基因上會發生Del19和L858R兩種突變,病患若是發生L858R突變,存活率較低,且容易產生惡性胸腔積液和癌細胞轉移,不過至今仍未發現明確的生物機轉。此次透過蛋白體學特徵可將肺腺癌分為五個亞型,其中有一個從未被發現的新型早期肺癌「類晚期」亞型。此亞型可區分出Del19和L858R突變的腫瘤在早期癌症之惡性特徵。因此,臨床醫師有機會可藉惡性特徵發現早期肺癌患者,進一步提供密集的監測和考慮可能的佐劑加以治療。此外,「類晚期」亞型的早期腫瘤也可發現顯著增加的蛋白,如間質溶解素MMP11等,可能可以作為檢測的生物標誌。

東亞第一個解析不抽菸肺腺癌之多體學大數據

工欲善其事,必先利其器,有賴於深度蛋白質基因體技術和多體學數據整合分析,及臺灣肺癌臨床團隊提供高品質檢體及臨床資料分析,此次跨領域及院校研究方能就東亞肺癌有此重大突破。肺癌團隊主持人楊泮池指出,「蛋白基因體學發現不吸菸肺癌患者在腫瘤發生和癌症進程上存在著人種和地域上的獨特性,此研究為早期不吸菸者肺腺癌提供了新的見解」。

除中研院之外,研究團隊成員由臺灣大學、臺北醫學大學、臺中榮總提供病人檢體、臨床數據及檢測技術等,共同呈現前所未有的東亞肺腺癌完整鳥瞰圖景,包括針對男女族群、吸菸與不吸菸族群,描繪出更清晰的肺腺癌疾病進程,並且發現新的癌症標誌物與找出導致臺灣肺腺癌的可能病因。

首次攜手合作 臺美「癌症登月計畫」重大發現

本院擁有領先世界的蛋白基因體技術、生物資訊分析平台與大數據分析技術,且臺灣醫療團隊具備完善的長期追蹤資料。藉此優勢,本院與美國國家癌症研究所(National Cancer Institute, NCI)於2016年簽署「癌症登月計畫(Cancer Moonshot)」合作備忘錄,參與國際癌症蛋白基因體學聯盟(International Cancer Proteogenome Consortium, ICPC)。同年10月臺灣通過生醫產業推動方案,科技會報將癌症登月計畫納入為「推動特色重點產業」策略之一,提供利用蛋白基因體大數據開發創新診斷及新藥研發之契機。

持續關注肺腫瘤生物學及早期肺腺癌的研究進展,將有助推動肺癌檢測開發和相關管理策略。「癌症登月計畫」臺灣團隊認為,臨床資訊、多體學技術及體學大數據為發展癌症精準醫學之必要基礎工程,為欲深入研究和發展肺腺癌精準醫療的研究人員和臨床醫生的最大後盾。若能進一步凝聚跨學研單位、醫學中心及跨部會及產學合作,透過與國際癌症登月計畫團隊分享各國數據與資源,持續研發新策略,有助未來發展臺灣特色的精準醫學。

記者會合影

論文共同第一作者為本院化學所陳誼如博士後研究員、本院統計所張雅媗博士後研究員及英國癌症研究所Theodoros I. Roumeliotis,本院資訊所陳鯨太博士後研究員及時任本院化學所林妙霞博士後研究員(現任臺灣大學)亦列為共同第二作者。研究團隊包括本院化學所陳玉如所長、臺大醫學院內科教授楊泮池(本院院士)、本院統計所陳璿宇副研究員、英國癌症研究所Jyoti S. Choudhary、臺灣大學醫學檢驗暨生物技術學系與基因體暨精準醫學研究中心俞松良教授、臺大醫院外科醫師陳晉興、本院資訊科學研究所宋定懿研究員及臺北醫學大學韓嘉莉助理教授等。本次研究經費主要來自科技部、中研院及臺灣大學支持。


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