而在1989年﹐加州州立大學爾灣分校的Dimitri A. Parthenopoulos所屬的研究小組﹐則提出了利用某些有機材料中的雙光子吸收特性(Two-photon process) ﹐來模擬數位資料0與1存取方式的構想。利用不同波長的脈衝雷射﹐配合雙聚焦讀寫頭﹐他們可以達到在spiropyran等不同有機材料中的三維資料存取。然而﹐由於所使用材料的限制﹐資料的儲存仍不夠穩定﹐相鄰位元間的干擾也降低了資料重複讀取的困難。
在本月份的Nature Materials期刊上﹐波士頓學院的Christopher E. Olson所屬的John T. Fourkas研究小組與在麻省理工學院的Michael J. R. Previte﹐發表了他們利用短脈衝雷射﹐在特殊的高分子有機材料層(共25層) 達成三維空間的數位資料快速(每位元100微秒)存取的結果。他們所採用的有機材料乃是cresolphthalein imethyl ether﹐該材料同樣具有雙光子特性﹐在被激發態會放出螢光作為資料的讀取。Olson等人發現在相鄰僅2.5微米的有機材料層中﹐所儲存的資料可以非常穩定地存在而不會互相干擾。不僅如此﹐由於Olson選用的材料cresolphthalein dimethyl ether具有分子玻璃(molecular glass)結構﹐該材料在常溫下十分穩定﹐所以所儲存的資料在經過了一百五十萬次的讀取之後﹐訊號依然十分明顯﹐幾乎沒有流失。
原始論文: Christopher E. Olson et al, Efficient and robust multiphoton data storage in molecular glasses and highly crosslinked polymers, Nature Materials1, 225 (2002).
參考來源:
原始論文:C. E. Olson et al. Nature Materials 1, 225 (2002)
1990 年,融合蛋白 CD4 免疫黏附素(CD4 immunoadhesin)誕生。這項設計,是為了對付令人類聞風喪膽的 HIV 病毒。
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我們知道 T 細胞是人體中一種非常重要的白血球。在這些 T 細胞中,大約有六到七成表面帶有一個叫做「CD4」的輔助受體。CD4 會和另一個受體 TCR 一起合作,幫助 T 細胞辨識其他細胞表面的抗原片段,等於是 T 細胞用來辨認壞人的「探測器」。表面擁有 CD4 受體的淋巴球,就稱為 CD4 淋巴球。
麻煩的來了。 HIV 病毒反將一軍,竟然把 T 細胞的 CD4 探測器,當成了自己辨識獵物的「標記」。沒錯,對 HIV 病毒來說,免疫細胞就是它的獵物。HIV 的表面有一種叫做 gp120 的蛋白,會主動去抓住 T 細胞上的 CD4 受體。
而另一端的 Fc 區域則有兩個重要作用:一是延長融合蛋白在體內的存活時間;二是理論上能掛上「這裡有敵人!」的標籤,這種機制稱為抗體依賴性細胞毒殺(ADCC)或免疫吞噬作用(ADCP)。當免疫細胞的 Fc 受體與 Fc 區域結合,就能促使免疫細胞清除被黏住的病毒顆粒。
不過,這裡有個關鍵細節。
在實際設計中,CD4免疫黏附素的 Fc 片段通常會關閉「吸引免疫細胞」的這個技能。原因是:HIV 專門攻擊的就是免疫細胞本身,許多病毒甚至已經藏在 CD4 細胞裡。若 Fc 區域過於活躍,反而可能引發強烈的發炎反應,甚至讓免疫系統錯把帶有病毒碎片的健康細胞也一併攻擊,這樣副作用太大。因此,CD4 免疫黏附素的 Fc 區域會加入特定突變,讓它只保留延長藥物壽命的功能,而不會與淋巴球的 Fc 受體結合,以避免誘發免疫反應。
從 DNA 藍圖到生物積木:融合蛋白的設計巧思
融合蛋白雖然潛力強大,但要製造出來可一點都不簡單。它並不是用膠水把兩段蛋白質黏在一起就好。「融合」這件事,得從最根本的設計圖,也就是 DNA 序列就開始規劃。
我們體內的大部分蛋白質,都是細胞照著 DNA 上的指令一步步合成的。所以,如果科學家想把蛋白 A 和蛋白 B 接在一起,就得先把這兩段基因找出來,然後再「拼」成一段新的 DNA。