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最像地球的適居帶類地系外行星,第一名換人了

臺北天文館_96
・2012/07/29 ・1193字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 538 ・八年級

專門研究「適居帶類地行星」的波多黎各大學阿雷西博分校PHL實驗室最近公佈新資料,系外行星Gliese 581g不僅獲認定為「確實存在」,並且還登上已知系外行星中「可居住可能性最高」的榜首。天文喜好者對於其母恆星Gliese 581應該不陌生,這個恆星系統最早是因擁有四顆行星而聲名大噪,其中位置在最外層的這顆Gliese 581d行星,早就被公認為符合適於居住的條件。隨著本次資料的公佈,史上也首度出現有兩顆潛在的可居住系外行星繞行著同一顆母恆星的情形。根據PHL實驗室製作的目錄資料顯示,引人關注的排行榜前五名依序是第一名的Gliese 581g、Gliese 667Cc、Kepler-22b、HD85512b和Gliese 581d。

Gliese 581g是於2010年9月29日透過Lick-Carnegie系外行星普查計畫發現的。在天文學家剛公佈找到它的2星期內,質疑這顆行星究竟存不存在的反對聲浪就出現了。因為Gliese 581系統中的4顆行星,全都是由隸屬於日內瓦天文台HARPS團隊發現的,但是在HARPS的資料中卻並沒有找到Gliese 581g,即使在後續追蹤觀測中也找不到。2010年到現在,兩年來,還有其他科學家也曾針對它做進一步分析研究,同樣也質疑著581g存在的真實性。

現在,UC Santa Cruz大學的Steven S. Vogt團隊,也就是發現了581g的原團隊,採用HARPS的沿伸數據集去進行分析後,結果為581g的存在提出了大有希望的證據。新的分析也強化他們在起初主張的假設:所有環繞Gliese 581四周的行星全都是以近圓型軌道而不是以橢圓型軌道移動。在新數據中能顯示出Gliese 581g確實存在的訊號也全是因為研究人員主張著這樣的假設。

Vogt告知媒體說,在新數據資料中顯示的這個訊號表示「它的質量不小於地球質量2.2倍,工整地以圓形軌道在距離母恆星0.13AU的位置運行,且該位置是在一個相當有可能含有液態水的適居帶內」,這些都和已知資料相符,「誤報率<4%」。

根據新數據資料,Gliese 581g的直徑應該不會超過地球直徑的1.5倍,由於它繞行的母恆星是一顆較為黯淡的紅矮星,所以雖然軌道近得多,但它的光通量和地球接收自太陽的光通量相比會頗為接近。將這些條件綜合起來,就使得Gliese 581g在一張地球類似度評量成績表上得到最高分,成為一顆最近似地球的行星。評量表以0到1分評估每顆類地行星「像或不像地球」,滿分是1分, Gliese 581g以0.92分暫居龍頭寶座,排名居次的是去年才剛被天文學家發現的Gliese 667Cc,並且它也是前任冠軍。

關於Gliese 581g存在與否的爭議仍將繼續,但PHL這個以製作類地行星目錄知名的實驗室,基於最新提出的明顯證據,已決定將Gliese 581g納入主要目錄排名資料中。(Lauren 譯)

相關論文2012年7月20日刊登於Astronomical Notes天文期刊, 333, No. 7, 561-575。

圖說:「誰和地球最像?」這是藝術家筆下畫出來的類地系外行星最新排行榜前五名。這5顆系外行星都比地球大,質量約為地球2~10倍。在每顆星球名字的下方標示著一行數字,顯示出經類似度評量指標計算後的得分。滿分是1,代表和地球一模一樣。Gliese 581g以0.92分得到了第一名。圖片來源: The Habitable Exoplanets Catalog, PHL @ UPR Arecibo (phl.upr.edu)

資料來源:中研院天文網[2012.07.25]

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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臺北天文館_96
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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

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《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》