文字

蜘蛛絲小提琴弦

陸子鈞・2012/03/05 ・636字・閱讀時間約 1 分鐘・SR值 546 ・八年級

日本科學家利用上千條蜘蛛絲，編成一根小提琴弦。蜘蛛琴弦演奏的音色較傳統羊腸弦或鋼弦還「柔軟而有深度」。可能因為蜘蛛弦的結構，沒有任何縫隙。研究成果將發表在《物理綜合評論通訊》（Physical Review Letters）中。

奈良醫學大學（Nara Medical University）的大崎重吉（Osaki Shigeyoshi），多年以來對蜘蛛絲的機械特性深感興趣。像是他量化蜘蛛曳絲的強度研究，在2007年發表在《聚合物期刊》（Polymer Journal）。

大崎博士有一套完美的方法，能從飼養的蜘蛛獲取大量的絲。現在他將研究方向轉為如何應用蜘蛛絲這獨特的材料。他提到：「弦樂已經被許多科學家研究，不過並不是所有細節都有受到關注。許多演奏者對琴身有興趣，而非琴弦。」

大崎博士利用300隻雌人面蜘蛛（Nephila maculata），供應足夠的絲線，由三千和五千條絲線，編成一股；再由相反的方向將三股編成一根弦，接著他測量琴弦的張力。張力對提琴手而言非常重要，因為他們可不希望演奏過程中，琴弦突然斷掉。

結果顯示，蜘蛛琴弦和傳統羊腸線相比，較不能抵抗張力，但卻比尼龍弦強韌。再利用電子顯微鏡觀察發現，弦整體完整；剖面結構也顯示弦內沒有多餘的縫隙。大崎博士認為，正是因為蜘蛛弦結構的特性，才能如此強韌且發特殊的音色。他說：「幾位專業提琴手使用蜘蛛弦之後，認為這完美的音色能寫出新的音樂。」新的蜘蛛弦是新穎的高附加價值產品，且為全世界演奏家和愛樂者提供了新型態的音色。

（蜘蛛絲小提琴演奏連結）

資料來源：BBC News: Spider silk spun into violin strings [5 March 2012]

相關標籤：

熱門標籤：

文章難易度

剛好

太難

所有討論 1

登入與大家一起討論

#1 Chueh-Yi Chou 2012/03/05

聽起來聲音比較暗，高音的泛音比較少。
不知道是不是錄音或是我laptop喇叭的關係

陸子鈞

295 篇文章・ 4 位粉絲

Z編｜台灣大學昆蟲所畢業，興趣廣泛，自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS，克制不了跟別人分享生物故事的衝動，就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

RELATED 相關文章

Omicron 變異株來歷假說：長期感染？悄悄演化？跨物種回傳？

人類是 96% 的大猩猩嗎？——《生命之鑰：一場對生命奧祕的美麗探索》

凱恩斯的綠島——珊瑚白化現象│環球科學札記(55)

為何智齒這麼晚才長出來？——關鍵是「人臉比黑猩猩扁平」

文字

人體解析生命奧祕醫療健康

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・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。

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。