0

9
5

文字

分享

0
9
5

「多趾貓」怎麼來的?解析生物手指的形成秘密——《我們身體裡的生命演化史》

鷹出版_96
・2021/09/18 ・1519字 ・閱讀時間約 3 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

以前的水手相信六趾貓能給船隻帶來幸運。人們相信這種「多趾貓」(mitten cat)因為腳掌比較寬闊,在海上維持平衡的能力比較強,因此抓老鼠更厲害。

船長史丹利.戴克斯特(Stanley Dexter)有了一窩這樣的貓,還把其中一隻送給當時住在美國佛羅里達州基威斯特(Key West)的朋友海明威(Ernest Hemingway),這隻叫做「白雪」(Snow White)的六趾貓後代,現在依然在海明威的房中居住。除了是吸引觀光客的亮點之外,這些貓也參與了基因組運作新概念的誕生過程。

人類有的時候也會多出手指或是腳趾。大約每千人中就有一人生來手或腳會多出指頭。有個極端的例子出現在 2010 年,一位印度出生的男孩總加起來有三十四根指頭。多出來的指頭可能長在拇指外側或是小指外側,或是手指分成兩個或有分岔。在拇指外側多出來的指頭稱為「橈側多指」(preaxial polydactyly),在生物學上特別重要。

手指的形成,依靠一小群細胞發號司令

1960 年代,科學家研究雞卵,好瞭解在胚胎發育的過程中,翅膀和腿如何形成。四肢像是小芽般從胚胎上長出來,有點像是小管子。過了幾天之後(這個「幾天」因物種的不同而有異),隨著小芽生長,骨頭開始成型,末端的形狀有點像是扁平的槳,而指頭、腕部和踝部全都在這個擴大的部位中形成。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

科學家發現,如果調動或移走槳狀部位裡的細胞,就能改變後來指頭的數量。如果從頂端切除一小片組織,肢體的發育就會停止。如果在發育早期切除這條組織,那麼胚胎形成的肢體上指頭會比較少或是沒有指頭。如果在稍晚一點的階段切除這一條,那麼胚胎可能只會少一根指頭。在這個實驗中,發育所處的階段非常重要:早期切除造成的效果比較顯著,晚期的較不明顯。

圖/Pexels

威斯康辛大學的約翰.桑德斯(John Saunders)和瑪莉. 蓋斯林(Mary Gassling),從肢芽正在生長的槳狀部底切了一小片組織下來(年代久遠,這麼做的原因已不可考),那片組織平凡無奇,看起來沒有絲毫不尋常,所在的位置就是在槳狀部位後來會長出小指的地方。兩位科學家看著這片不到一毫米長的組織,將它移植到肢芽的另一側,也就是之後會長出拇指的位置。完成了之後,他們把胚胎封回卵中,讓它發育完全。

這個胚胎發生的變化出乎意料之外。孵出的小雞看起來很正常,有一個喙、有羽毛、有翅膀,只不過正常的翅膀有三根長指頭,這隻小雞卻有六根。那一小片細胞團中含有製造指頭的指令。

其他實驗室馬上加入研究行動。1970 年代,英國有個研究團隊把小片錫箔放在那片組織與肢芽的其他部位之間,阻擋該片組織和其他細胞的接觸,結果翅膀的指頭數目減少了。這代表那片組織釋放出的某些化合物會擴散到發育中的肢體去,刺激指頭的成形。當錫箔片阻止了擴散,發育出來的指頭便減少。如果把錫箔放到肢體的不同位置,形成的指頭則會增加。但是那種化合物是什麼?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

1990 年代初期,三個各自獨立的實驗室利用新的方法,找出那種蛋白質以及編碼該蛋白質的基因。在肢體發育的過程中,該基因製造出來的蛋白質會擴散到肢芽的槳狀部位。研究人員發現,擴散的程序會告知細胞群該要形成哪一根指頭。蛋白質濃度高會讓小指成形,濃度低會讓拇指成形,中等濃度則會讓小指和拇指之間的指頭成形。有個團隊把這個基因命名為「音速小子」(Sonic hedgehog),這個名字有兩個梗:在其他物種中有一類基因叫做「刺蝟」(hedgehog),而「音速小子」是當時流行的電動遊戲主角人物。

——本文摘自《我們身體裡的生命演化史》,2021 年 月,鷹出版

文章難易度
鷹出版_96
3 篇文章 ・ 4 位粉絲
在絕壁和雲層之上,開通想法的路。 鷹出版將聚焦在自然、科普、哲學等知識領域,以超克的視野,提供生活之慧眼與洞見。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
癌症治療方法有哪些?臨床試驗有哪些評估面向?
careonline_96
・2024/04/19 ・2447字 ・閱讀時間約 5 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

給 每一位剛踏上抗癌路上的鬥士與戰友

醫學中心的臨床試驗機會多,病友們也存在一些錯誤的迷思,我們需要了解,臨床試驗是依據現今最標準的治療方式進行,參加臨床試驗的對照組,也有機會可以使用到健保沒有給付的藥物。不過,現有的臨床試驗不一定都適合每一位病友,病友們一定要與主治醫師充分討論自己的治療計劃,即使是晚期肺癌,只要隨時掌握疾病的狀況,找到合適的治療方式,便能穩定控制,與癌共存!

台大醫院胸腔科廖唯昱醫師

臨床試驗增加用藥可近性 為病友延長生命

一名年約 82 歲女士,手術後確定是肺癌第三期,後續接受輔助性的化學治療,在追蹤一段時間後復發,由於當時沒有很好的基因檢測與標靶藥物,僅能接受放射線治療、化學治療控制。廖唯昱醫師說,病友面對治療仍相當樂觀,治療一至兩年後,幸運地找到適合的臨床試驗,便開始使用標靶藥物,其中有兩到三年的時間,只需單純使用標靶藥物即可控制病情,病友也因此延長生命到近 90 歲。

臨床試驗是醫療機構依據醫學的理論,於人體施行新的醫療技術、新的藥品或新的醫材。廖唯昱醫師說,最主要的目的是希望找到一個新的、更有效的治療方式,讓病友可以延長生命,甚至達到治癒。對於晚期肺癌病友而言,最佳的治療方式可能是標靶治療、免疫治療,或是化學治療,若是健保有給付,我們會選擇用健保的方式進行第一線治療;若是對病友最有利的治療方式健保未給付,我們即會想辦法協助病友尋找適合的臨床試驗。

罕見基因治療武器有限 先確定驅動基因再找合適的臨床試驗

面對臨床試驗,可以從兩個方面評估,廖唯昱醫師說,若是新發現的基因突變與新研發的藥物,病友可以先觀察第一期臨床試驗中,新藥物可以達到的治療效果,以及可能出現的副作用,等到狀況較成熟後再加入;假如已通過第一期、第二期臨床試驗,並且清楚知道新藥物的成效,即可考慮加入第三期,無論抽到實驗組或對照組,其實對整個治療都有一定的幫助。

此外,對於一些罕見基因型的肺癌,由於治療武器較有限,病友常期望可以加入臨床試驗,廖唯昱醫師說,在加入臨床試驗前,需要先確定肺癌的驅動基因突變,再去尋找適合的臨床試驗。然而,臨床試驗通常會設定一些條件,如藥物可能有已知的副作用,在臨床試驗開始前,便會需要作詳細檢查,確認病友的所有狀況符合條件後,才有機會加入。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

近年來,肺癌治療有大幅進展,標靶治療、免疫治療、化學治療都持續進步。廖唯昱醫師說,即使是晚期肺癌,只要隨時掌握疾病的狀況,找到合適的治療方式,便能穩定控制病情,而且在接受治療的同時,病友可以回復正常的生活,甚至恢復工作,也能保有良好的生活品質。

他的故事 談生活品質

踩穩自己的節奏 癌後體會慢下來哲學

村上春樹的小說《舞舞舞》,不論世界如何紛亂,你要踩穩自己的舞步和節奏。我在 70 歲確診第四期肺癌,剛開始是肋骨痛,那時剛巧有人推壞我的門,花了些時間把門拆下來再裝回去,第二天睡醒,肋骨開始痛,一直誤以為是修門太費力導致疼痛,就近在診所拿止痛藥,吃了七個月,也耽誤了黃金治療期。

我從事鐘錶業,累積非常多客戶,都是靠著口碑、耳傳而來,客戶群裡有很多醫師。那時有四、五位醫師朋友提醒檢查身體,台大醫院廖唯昱醫師是我 20 年的好友,要我去他的門診掛號,我一直推拖,隔了一年多才就醫。或許是身體在抗議,過去熬夜修錶、抽菸是生活的常態,也不太吃東西,一天大概吃一餐,工作與生活都失序。

加入臨床試驗,接受免疫治療兩年與服用標靶藥物四年,目前病況獲得穩定控制。我很幸運,藥物耐受力不錯,除了體重掉 10 公斤,沒有出現副作用,就是容易累,以前可以連續工作 12 小時等結案再離開桌子;現在工作兩個半小時就需要休息,等體力恢復後才能繼續,以前閒不下來,生病後把休息排到行程表中,做個慢下來的人。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

我過去是海陸步兵,曾經四個月背 30 公斤裝備行軍,磨了三年,十年沒有感冒過,因為有練過,體力一直很好,從來不覺得癌症這件事會找上我。客戶常來找我聊天,分享生活及心裡的感受,一個朋友後來也罹肺癌,他把我當模範,看到我不會埋怨也不會負面思考,讓他覺得安心也可以樂觀面對。

工作之餘,我會帶著狗兒子到公園玩,一拿出牽繩,狗狗就興奮得狂跳,台灣土狗體力好、運動量大,常常拉著我跑,增強健康也減少肌肉衰退。選擇適合自己的運動很重要,起床和睡前我會練啞鈴,各 20 分鐘,讓我維持好手力,現在還有 700 隻錶等著我,很多客戶勸我不要再收錶了,其實,「專注心之所向」可以釋放壓力及擁有成就感,反而能好好過生活。

生命自會找到出路!提醒學弟妹,接受已發生的事實,調整生活節奏,緩下腳步了解身體的需要,也不妨把罹癌當成一件事去鍛煉它、面對它,把生活重心放在自己喜歡的事物上,就不會被情緒左右。

0

5
2

文字

分享

0
5
2
【貓奴指南】把「貓界大麻」貓薄荷抹在身上,除了方便吸貓/給貓吸還有什麼作用?
PanSci_96
・2024/02/20 ・512字 ・閱讀時間約 1 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

為什麼貓這麼喜歡貓薄荷呢?

原來是貓薄荷裡的荊芥內脂導致貓咪吸了貓心大悅,不住翻滾、流口水、打呼嚕。

但是,貓薄荷不是對所有貓都有用。不到六個月的小貓似乎不會有反應,而且有的貓喜歡,有的貓不喜歡……咦,這還和遺傳有關係嗎?

想要同時驅蚊,又讓貓貓情不自禁饞你身子嗎?那你一定要試試貓薄荷!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

荊芥內脂不只會讓貓咪快樂似神仙,也會活化蚊子體內的受體蛋白,接觸到的蚊子會產生搔癢和刺痛感。哈哈小蚊子,你也來嘗嘗癢癢痛痛的痛苦!

給你的貓貓來點刺激的快樂草吧!

延伸閱讀

討論功能關閉中。

0

1
0

文字

分享

0
1
0
派大星有頭無身,不該穿褲子?!
胡中行_96
・2023/11/13 ・1778字 ・閱讀時間約 3 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

經典兒童動畫系列《海綿寶寶》(SpongeBob SquarePants)裡,主要角色海綿寶寶、派大星、蟹老闆、章魚哥等,還有其他海洋生物,各個人模人樣。就算沒穿上衣,也至少套了件褲子。[1]這裡其實有個值得深思的前提:任何動物倘若想學人類穿褲子,得先搞清楚下半身在哪裡。[2]而根據 2023 年 11 月登載於《自然》(Nature)期刊的海星論文,[3]我們能大膽宣告:派大星不應該穿褲子。不是會被海水沖走的那種乾脆別穿,而是根本就不曉得該怎麼辦的只好不要穿。

派大星表示:「呃…。」圖/SpongeBob SquarePants on GIPHY

棘皮動物 vs. 兩側對稱動物

海綿寶寶有次請派大星,把新鞋穿在腳上給牠看。「你會想看我穿在…手上嗎?」派大星問。睿智又隨和的海綿寶寶覺得都可以,畢竟手套也能戴在腳上。[4]此處劇情的安排,很巧妙地迴避了一個相當關鍵的問題,那就是如何區分海星的身體部位。

如果今天討論的是狗、蝙蝠、蜘蛛、鯊魚,甚至蛞蝓,這些動物的身體,皆有明確的頭尾以及對稱的兩邊。因此,就算找不到手、腳,也能硬把褲子套在下半身。[2]海星、海膽等棘皮動物(echinoderms),跟昆蟲、軟體動物、脊椎動物一樣,都是從左右對稱的祖先演化而來。[3, 5]現代海星幼年時期的外型,也還是兩側對稱動物(bilateria)的模樣;不過長著、長著就長歪了,變成由數瓣完全相同的單位,所組成的放射狀造型。[2, 3, 5]嘴長在底部中央,肛門則於背面朝上,[2]與擬人化還迸出眼睛、眉毛的派大星,大相逕庭。

海星(左)與海膽(右)成年(上)和幼體(下)的形貌。圖/Grausgruber A, Revilla-i-Domingo R. (02 AUG 2023) ‘Evolution: Tracing the history of cell types’. eLife, 90447.(Figure 1A;CC BY 4.0

海星頭尾的假說

生物學家早已知道,海星內部有內骨骼、肌肉,以及消化、水管和中樞神經系統等。然而,過往對其頭尾的方向順序,卻有多種不同的假設,例如:某隻觸角為首,對面那邊就是尾;每隻觸角各司其職,依序繞一圈,分別擔任從頭到尾的身體部位;由正中央的頭朝末梢,箭靶般向外劃分;或是蛋糕般由下而上層疊,整隻倒栽蔥等。[3]

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

《自然》期刊這篇論文的美、英研究團隊,抓成年的 Patiria miniata 海星,來跟兩側對稱動物,比較基因分佈,以驗證上述的假說何者正確。比方說,一個活化的基因,若通常位在其他動物的頭部;我們就可以將它出現於海星身上的區塊,也視為頭部。[3]

海星有頭無身

研究團隊在Patiria miniata海星身上,比對到一些活化的前腦(forebrain)、中腦(midbrain),以及中腦與後腦(hindbrain)交界的基因,確定海星有頭部。然後,就沒有然後了。[2, 3]尋遍不著軀幹在哪的研究團隊表示,所謂的「觸角」或「腕」,其實是頭的延伸。[5]總之,以前的那一堆假說全錯,而且海膽等其他棘皮動物,很可能也是這種只有頭的情形。[2]換句話說,符合最新科學描述的派大星,應該是顆嘴巴貼著海床,沒穿褲子的頭,靠著周圍密佈的管足移動、覓食。[5]

「哦~」派大星恍然大悟。圖/SpongeBob SquarePants on GIPHY

多數動物發展出兩側對稱的身體後,不會再走回頭路。[2]海星倒著幹就算了,還在途中搞丟了軀幹,而且不曉得是什麼時候遺失的。研究團隊等於才剛解開一個謎團,馬上又發現了新的問題。接下來可得埋首化石堆,弄清楚海星在演化的過程中,發生了什麼事。[5]

  

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

參考資料

  1. List of SpongeBob SquarePants characters’. Wikipedia. (Accessed on 05 NOV 2023)
  2. Nature Video. (02 NOV 2023) ‘How would a starfish wear trousers? Science has an answer’. YouTube.
  3. Formery L, Peluso P, Kohnle I, et al. (2023) ‘Molecular evidence of anteroposterior patterning in adult echinoderms’. Nature.
  4. SpongeBob SquarePants: Your Shoe’s Untied/Squid’s Day Off’. IMDb. (Accessed on 03 NOV 2023)
  5. Davis N. (02 NOV 2023) ‘Starfish ‘arms’ are actually extensions of their head, scientists say’. The Guardian, Australia.
胡中行_96
169 篇文章 ・ 65 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。