美國能源部(Ames Laboratory, U.S. Department of Energy) (阿姆斯國家實驗室)發明了一種分析及比對工具痕跡(Toolmark)的新方法。
阿姆斯國家實驗室(Ames Laboratory)以及愛荷華州立大學(Iowa State University)的研究人員合作建立了工具痕跡的資料庫,並以統計學算法進行分析比對。經過初步測試,其鑑別正確率高達99﹪以上。
工具痕跡比對的基礎是「每件工具都有其獨特的痕跡特徵」。一般是使用比對顯微鏡(Comparison Microscope)進行比對,而其可分為用於比對兩度空間的頭髮與纖維比對顯微鏡,以及三度空間的子彈比對顯微鏡。工具痕跡物證最為人所質疑的是證物的「獨特性」(proposition of uniqunes),且鑑定的判定可能因人而異。如在2000年佛羅里達州的一件殺人案Joseph J. Ramirez v. State of Florida 審判中,法院因為鑑識人員使用的比對方式有嚴重瑕疵(即未客觀的以科學分析,而以個人判斷作出確認鑑定)而決定不採用工具痕跡分析結果(註:鑑識人員斷定刀的痕跡與一片軟骨證物上的痕跡吻合),並駁回原先的判決。
這具有挑戰性的計畫分為三部分:首先阿姆斯國家實驗室的Dr. Stan Bajic 及Dr. David Baldwin建立了工具痕跡影像的數位資料庫,這些影像包括六種不同的製程在工具表面所形成的痕跡。而為了建立此資料庫,他們總共收集了約一萬三千張各種工具影像如刀械、螺絲起子、鉗子、剪線鉗、鋸子、鐵鎚、槓桿棒、木工鑿刀、扁鑿等;接著愛荷華州立大學的研究人員Dr. Max Morris,建立一種統計學演算方式,以利於模擬鑑識人員的比對分析;最後,由冶金專家(metallurgist)Dr. Scott Chumbley以輪廓儀(profilometer)建立痕跡表面輪廓圖,以便進行三度空間的工具痕跡比對分析。
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。