最近多名科學家發表一系列論文，利用卡西尼號太空船（Cassini）的觀測資料，呈現土星最大的衛星—土衛六（泰坦，Titan）隨著季節推移與晝夜變換的不同面貌；有趣的是，這泰坦眾相，竟與地球如此相似。

泰坦雖是土星的衛星，但具有主要由碳氫化合物組成的濃厚大氣；隨著季節不同，或是晝夜變換，泰坦大氣的溫度和表面特徵如大氣中的雲層、降雨、河谷和湖泊等也會隨之變化。這個現象，出乎科學家意料之外。其中，泰坦大氣最明顯的季節變換特徵之一，就是北極區上空的大片雲層。此外，由卡西尼五年多的可見光與紅外光譜資料，也可見泰坦北半球由冬入春之際的雲層厚度如何漸漸變薄的景象。

卡西尼號太空船是在2004年時抵達土星系統時，就開始偵測到泰坦大氣有雲朵漂浮，科學家認為這些雲朵的主要成分是乙烷（ethane）。在卡西尼號在2006年12月恰好飛越泰坦半明半暗的北極上空，有機會以光譜檢測此處大氣，此時的雲層覆蓋由北極至約北緯55度的整片區域上空。但在2009年類似機會所拍攝的光譜中，覆蓋在北極上空的雲層出現大量間隙，卡西尼號因而得以透過這些雲層間隙看到極區附近由碳氫化合物形成的海怪海（Kraken Mare）和周圍環繞的其他湖泊。這些不同時期拍攝的影像，是泰坦大氣會隨季節變化的直接證據。

由於特定紅外波長可穿透雲層阻擋，直擊地表狀況，經由卡西尼號的合成紅外光譜資料分析泰坦地表溫度，不僅讓科學家們直接看到泰坦表面會隨季節變化，而且還首度發現泰坦表面溫度也會隨晝夜變換而改變。泰坦表面溫度一般在絕對溫度90幾度左右，但如同地球表面一樣，在午後時分的地表氣溫會比清晨曙光時分還溫暖些，溫差大約1.5K左右，比地球晝夜溫差小很多。不過，雖然泰坦晝夜溫差變化模式與地球類似，但泰坦「一天」的長度卻相當於16地球日之多。

此外，其中一篇論文經由電腦模擬與卡西尼號電波科學實驗觀測資料比對之後，提出關於泰坦謎樣的內部結構和其地表所見與地球表面類似的地質特徵的解釋，認為泰坦內部可能成完全分異（differentiated）狀態，意味著泰坦核心部分的密度比其他部分還高，不過核心密度還是沒有原本預期的那麼大，可能是因為核心仍然含有大量的冰，或是因為岩石與水交互作用過而形成低密度礦物。地球和其他類地行星都是完全分異狀態，擁有密度甚高的鐵核；不過這篇論文模擬結果剔除泰坦擁有金屬核心的可能，因而與卡西尼號的磁場強度計觀測 資料符合，所以泰坦內部應是溫度不高的含水岩石狀態。這個模擬同時可以解釋為何泰坦大氣中不太容易出現某些重要的氣體，例如甲烷或氬-40，主因就是因為它們根本逃出核心。

資料來源：The Many Moods of Titan[2012.02.23]

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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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。

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。

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。

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