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癌症研究意外發現製造尼龍的新方法

only-perception
・2012/10/17 ・1177字 ・閱讀時間約 2 分鐘

在他們追尋癌症治療的過程中,杜克(Duke )癌症研究所的研究者有了意料之外的發現-一種分子,對於製造更廉價且「更綠」的尼龍(nylon)來說不可或缺。

這項發現,刊載在 2012/9/23 的《Nature Chemical Biology》期刊上,源自於一個有趣的概念:癌症腫瘤的某些遺傳與化學變化,也許能受到控制,用在有益的用途上。

「在我們的實驗室中,我們研究導致健康組織變壞並長成腫瘤的遺傳變化。這項研究的目標是理解腫瘤如何發展以便設計更好的治療方法,」杜克的研究員,也是本論文第一作者的Zachary J. Reitman Ph.D. 表示,「結果,我們在該過程中所學到的一點點資訊,反倒為更好的尼龍製造方法鋪路。」

尼龍是一種無所不在的材料,用於地毯、內裝(upholstery)、汽車零件、服飾以及其他產品。其製造中的一種關鍵成份是己二酸(adipic acid,AA)-世上使用最廣泛的化學物質。目前,己二酸產自石化燃料,但精鍊過程中所釋出的污染物是全球暖化的一大元兇。

Reitman 表示,他與同僚基於癌症研究技術與生化工程之間的相似處,深入研究已二酸問題。二種領域皆依賴能將某種小型化學物質轉換成另一種的分子-酵素。酵素在健康組織與癌症中都扮演主要的角色,不過它們也被用來將有機物質轉換成合成材料,例如己二酸。

今日所研究的、對環境友善的己二酸生產,最有希望的方法之一是利用一系列酵素構成一條組裝線,將便宜的醣轉換成己二酸。然而,在此系列中,有種關鍵酵素,稱為 2-羥基脂酸脫氫酶(2-hydroxyadipate dehydrogenase),卻未曾被製造過,使組裝線留下缺失環節。

這正是此癌症研究著力之處。在 2008 與 2009 年間,杜克的研究者(包括 Hai Yan, M.D., PhD.)在膠質母細胞瘤與其它腦瘤中確認某種遺傳變異,那改變「異檸檬酸脫氫酶(isocitrate dehydrogenase)」這種酵素的功能。

Reitman 等人有種直覺,在癌症中所看見的基因突變,也許能在某些存在酵母細菌中的酵素(homoisocitrate dehydrogenase,高異檸檬酸脫氫酶),觸發類似的功能性變化,將會創造出難以捉摸的、生產「綠色」己二酸所需的 2-hydroxyadipate dehydrogenase。

他們對了!在癌症中所觀察到的功能性突變能應用到其他密切相關的酵素上,創造出有益的結果-在此例中,這個缺失環節將可從便宜的糖製造己二酸。

下個階段將會是放大整個己二酸製造過程,那是值得投入的事業。

「令人振奮的是,癌症基因組的定序能幫助我們發現新酵素活性,」Reitman 說。「即使是只發生在幾位病患身上的基因變異,都能夠揭露以前不明確的、有用的新酵素功能。」

Yan(病理系教授與本研究資深作者)表示,這項研究證明,某種醫學研究的投資如何能被廣泛地應用,解決今日其他重要的問題。

「這是跳脫癌症研究框架思考,以製造某種新酵素,並為尼龍製造創造出某種前驅物的結果,」Yan 說。「這項發現不僅令人振奮,並再次肯定這項使命(commitment):我們應當投身科學並鼓勵年輕人深入研究科學。」

資料來源:Cancer research yields unexpected new way to produce nylon. Phys.org [September 23, 2012]

轉載自 only perception

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only-perception
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妳/你好,我是來自火星的火星人,畢業於火星人理工大學(不是地球上的 MIT,請勿混淆 :p),名字裡有條魚,雖然跟魚一點關係也沒有,不過沒有關係,反正妳/你只要知道我不是地球人就行了... :D

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「數」養生活就從今天開始!談談數學教育的跨領域思維 ft. 數感實驗室賴以威老師【科科聊聊 EP.58】

PanSci_96
・2021/09/24 ・2816字 ・閱讀時間約 5 分鐘

賴以威老師近年來不餘遺力的推廣數學教育,他與數感實驗室的團隊前進校園,設計好玩好學的國小實驗課、以身作則的舉辦教師研習、還配合國中課業需求推出必修課與題本,業務早已超過數感實驗室剛成立時的規模。一路走來雖然秉持一貫的教育理念,但在教育現場實現了多少?改變了什麼?本集泛泛泛科學邀請賴以威老師談談數學教育的探究、實作與跨領域思維!

不餘遺力地推廣數學教育的賴以威老師。圖/賴以威 提供
  • 02:03 數感實驗室的數學教育

數感實驗室」一開始是賴以威老師與太太 Stacy 於 2016 年成立的粉專,主要刊登數學文章,不過後來發現都是大人在看,粉專並沒有適合小朋友的數學教育,夫妻倆便著手開發好用、好學、好玩的數學課程,從知識切入,跨領域整合數學、科學、歷史、人文、藝術等領域。

延伸閱讀:數學風箏│巨大化,正四面體風箏!在家防疫DIY【數學實驗課】國小數學實驗課 秋季視訊班

開發好玩又好學的數學課程。圖/賴以威 提供
  • 05:50 以威老師如何做到跨域整合?

以威老師表示最原始的動力當然是興趣使然,除此之外還跟他在博士班培養出來的能力有關:研究方法、定義問題、找資料、實現概念,這些能力不僅限於研究,更一路演變成他後來從事科普的技能。下關鍵字、判別可信度、延伸搜尋、產生內容…這些都需要經驗累積。「只講科學不講故事很可惜」,他認為科普內容都要帶出科學背後的意義,所有科學事件都是一個故事,可以多面向探討,自然而然的做到跨領域。

  • 11:20 108 課綱期望學生達到的素養是否太強人所難?

以威老師坦承 108 課綱講求的探究活用精神是他到研究所才掌握的能力,這樣要求國高中生似乎其困難。但是以前的教學觀念不一定要蕭規曹隨,小孩能否學會什麼都是可以討論的,「探究活用」是看待知識的態度,的確有可能在國高中階段就學會。

延伸閱讀:數感盃

  • 16:12 我們該以什麼態度看待新課綱?

如果我們把新課綱定義為培養好奇心,為了滿足好奇心,學生必須主動探究知識,而不是被動學習。好奇心就是這個時代學習的重要因素。當課堂不再是知識的唯一管道,老師不一定得擔任教學角色,當老師必須做的事變少了,引導學生、培養好奇心、探究實作與活用顯得更重要。

老師不一定得擔任教學角色,引導學生、培養好奇心、探究實作與活用顯得更重要。圖/賴以威 提供
  • 18:21 實務上有這麼理想嗎?

在數感實驗室舉辦的教師研習中,團隊遇過非常積極的老師、也遇過只習慣過去教法而否定新教法的老師,賴以威覺得這都在所難免,數感只能做更多研習,讓更多老師認同教學理念,並提供材料幫助老師無痛轉換。而家長與孩童方面,偶而也會有人反應都沒算到數學題目,對新教法不甚理解,這些都需要慢慢溝通。參與新課綱的人很多:老師、家長、學生、政府、大學、民間團體…我們都需要勾勒出共同的理想。

  • 23:55 何謂「數感」?

團隊認為數感分成「察覺關聯」與「應用數學分析決策」兩個層次。對不熟悉的人來說還是要輔以大量舉例才有機會了解,對孩童來說得花更多時間領會。所以團隊鼓勵大家來參加數感實驗室的活動,從機器人輸入輸出的參數體會函數概念、蓋紙房子學習錐體柱體與建蔽率、還有這次的四面體風箏與曲線刺繡都是數感的一種!

追蹤:數感活動

孩童正製作的四面體風箏也是數感的一種!圖/賴以威 提供
  • 28:10 人人有數感

Uber 饗食方案划算嗎?集點卡可以省多少錢?股票會賺嗎?人們平日的決策過程都是數感的表現,但是很多人卻把自己會的數學當作常識,自己不會的數學當做數學。其實,只要有算就是數學,意識到更多生活方面都可以應用數學還可以幫助我們過更好的生活。當你不排斥其他領域,就能夠處理更多知識、解決更多問題。

  • 31:57 教學理念與升學表現的平衡

一昧在教學中強調好奇心又太過理想化,尤其國中生有升學壓力必須顧及學業表現。數感團隊也在拿捏,從強調好奇心的數學課向升學的方向靠攏。像是數感的國中課程就有許多建立數學情境的素養題目:講求平均值的區間測速、二十進位的瑪雅數字、正負數計算高鐵票價,這樣同時培養了探究實作的素養也搭配學校課程幫助課業表現。

延伸閱讀:不需要測速照相機就能抓超速?區間測速原理大解析- PanSci 泛科學

  • 38:13 數感實驗室的課程設計

數感實驗室目前堆出的課程有國小與國中兩種,國小數學實驗課以引發好奇心為主,國中必修課與生活情境連結幫助課業提升。

其中九年級非選實戰題考驗著把文字轉換為數學問題的能力,是學生最缺乏也最難教的,甚至很多高中生都還再學習。從這點來看,有老師認為七年級題本也可以給高中生做。當然數感也希望盡快開發出對應完整學程的課程讓所有學生直接使用。

另外題本也可視為科普文章,大人也可以寫喔。y 編回憶起學生時代的題目才發現都沒搞懂,因為以前的教學沒有連續的思維養成,希望現在的題本可以整合以前學習的片段知識。

  • 43:12 更多關於數感的資訊

追蹤數感實驗室官網,獲取精選文章、影片、課程與活動資訊、題本、還有賴以威老師親簽書籍喔!

節目的最後,以威老師也分享疫情期間的線上課程其實比較辛苦,但有些功能如軟體模擬、分組、Jamboard、延伸閱讀等等也是實體課程做不到的。另外線上課程不限地點皆可參加,連家人都可旁聽,這些特性都必須好好把握的。


泛泛泛科學 Podcast 這裡聽:


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