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追蹤基因表現又一法

科景_96
・2011/02/09 ・1128字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 560 ・八年級

Original publish date:Apr 05, 2005

編輯 youko 報導

科學家發展出利用磁振造影(MRI)來觀察基因表現的方法。

磁振造影是目前醫學影像中,不具侵入性且能夠提供對比度、解析度皆佳之軟組織影像的一項技術。但,可能利用磁振造影來觀察基因表現嗎?答案是肯定的。於日前的《nature medicine》期刊中,由卡內基美隆大學(Carnegie Mellon Univeresity)的Eric Ahrens及其同事便發表了這個技術。

在基因轉殖的相關技術中,如何偵測轉殖的基因在生物體內的位置及基因的表現量,是一項很重要的工作。過去最常使用的方法是將轉殖的基因加上能夠產生螢光或冷光酵素的基因片段,作為偵測轉殖基因表現量的標記。不過螢光及冷光無法穿透人體深處,只能用在像皮膚之類的淺層組織。另外正子射出電腦斷層造影(PET)也是一種可以偵測轉殖基因表現的方法,但是PET的解析度並不佳,因此限制了它的利用。

MRI的對比度來自於磁場的變化,如果組織中含有磁性物質,像是假牙或是金屬植入物的話,就會造成MRI影像的改變。因此在臨床上已有使用金屬對比劑來增加影像對比度,使欲觀察部位呈像更加明顯。先前也有人嘗試使用金屬對比劑來觀察基因的表現,不過礙於金屬對比劑很難進入細胞的性質,所以無法得到很好的結果。

Eric Ahrens 等人則是利用生物體自己製造細胞內超順磁性(superparamagnetism)奈米微粒的特性,來發展追蹤轉殖基因表現的MRI對比劑。像是儲鐵蛋白 (ferritin)之類的含金屬蛋白質 (metallprotein)就具有相當高的超順磁性,可以提供類似金屬對比劑的效果。他們利用腺病毒作為載體,將能讓細胞製造儲鐵蛋白的基因送入老鼠的腦部。在MRI的造影中,基因轉殖成功的神經細胞及神經膠質細胞呈現出高對比度的影像,證實利用儲鐵蛋白來作為MRI造影中顯示基因表現的對比劑是可行的。

約翰霍普金斯大學的分子影像學家Jeff Bulte認為這項技術的誕生,在發展能用於MRI造影的報導基因(reporter gene)的過程中,是一個重要的里程碑。這個技術將可用來觀察基因載體是否有到達預期的位置、基因轉殖動物的基因表現、不同組織中的基因表現狀況。未來甚至可預期使用這個技術來觀察基因治療的劑量、及基因治療後的基因的表現。

原始論文:

Guillem Genove, Ulrike DeMarco, Hongyan Xu, William F Goins & Eric T Ahrens. A new transgene reporter for in vivo magnetic resonance imaging. Published online:20 March 2005, doi:10.1038/nm1208.

參考來源:

相關連結:

本文版權聲明與轉載授權資訊:

  • [Jun 06, 2006] 無射頻脈衝的新MRI技術
  • [Oct 07, 2003] 二○○三年諾貝爾生理醫學獎--MRI的卓越成就
  • [Aug 25, 2003] 以磁性奈米微粒偵測病毒位置
  • [May 01, 2003] 高密度硬碟﹕蛋白質來幫忙
  • [Apr 10, 2003] 生物醫學科技之省思系列—舉步維艱的基因治療試驗
  • [Jan 11, 2003] 頭上開天窗


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    科景_96
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    「你不要過來啊!」蜘蛛為了在交配中保命,竟然把自己給射出去了!

    Peggy Sha
    ・2022/05/18 ・1686字 ・閱讀時間約 3 分鐘

    自然界中,充滿了不少為了交配而「慷慨赴義」的勇者,像是:螳螂、蜘蛛等等,在激戰中或激戰後,雄性會變成配偶的盤中飧,如此一來,不僅可以延長交配時間、增加受精機率,還能為雌性提供養分,讓後代更有機會健康快樂地成長!(讓我們感謝飛天小爸爸的努力!)

    「性食同類」不僅可以延長交配時間、增加受精機率,還能為雌性提供養分,讓後代更有機會健康快樂地成長!圖/Pixabay

    這種現象呢,被稱之為「性食同類」(sexual cannibalism),通常是雌性吃掉雄性的比例稍微高一些。

    但正如俗話所說,「生命會自己找到出口」,竟然有雄性蜘蛛靠著把自己「射」出去來保下一命!今天,就要來為你講述,隆背菲蛛(Philoponella prominens)的噴射故事。

    交配到一半就彈出去了?超離奇高速彈射之謎!

    這次的主角隆背菲蛛呢,是一種原產於日本、韓國等地的社會性動物,過去驚人的成就包括:能夠一次聚集 300 多隻同伴,共同編織出一片大網。

    至於牠們超強的彈射能力又是如何被發現的?原先,來自湖北大學的張士昶副教授與團隊正在研究隆背菲蛛的性行為,卻忽然發現了一個超離奇現象:完成交配之後,雄蛛居然會猛然彈開,「biu」地一下就飛得老遠!

    這驚人的過程可說是快到不可思議,最高紀錄達到一秒 88.2 公分,別說是肉眼,就連普通相機都沒辦法正確紀錄下細節。

    這個現象立刻引發了研究團隊的好奇心,那麼接下來該怎麼辦呢?當然是:交配大戰看起來!

    射,還是不射?這是個攸關性命的問題!

    為了進行研究,團隊總共觀察了 155 次交配行為,並在其中 152 次中觀察到了這種超高速的彈射情形。你可能會很好奇,那剩下的 3 次呢?嗯……那 3 隻隆背菲蛛沒有成功彈射出去,交配後就成了配偶的大餐了。

    什麼?沒彈掉就會被吃掉?這究竟是巧合還是命運的安排?

    研究人員決定出手人為干預一下,他們選了 30 隻隆背菲蛛,然後想辦法阻止牠們彈射,結果發現:「彈射=保命」,要是你射不出去,那你就逃不過配偶的大口,注定要變成人家的晚餐。

    要是隆背菲蛛彈射失敗,那就逃不過配偶的大口,注定要變成人家的營養來源。圖/Pixabay

    相反地,如果成功彈出去了,那麼,你不但可以保命,也多了再次交配的機會。嘿,沒錯,牠們彈出去後還會再爬回來交配,再彈、再爬、再交配,就如此反反覆覆。(當然啦,有時也會在過程中不小心弄掉一些身體部位,比如一兩支步足。)

    想要成功噴射,你需要一對強壯的步足!

    至於為何隆背菲蛛能變成這樣的飛天小蜘蛛呢?秘密就藏在牠們的步足中。研究團隊發現,雄蛛們會將第一對步足抵在雌蛛身上,一旦交配完成,就用力蹬腳彈射出去。

    根據實驗,科學家們發現這對步足可說是噴射與交配關鍵,少了一支都不行,只要沒有這對秘密武器,雄蛛只會停留在求偶階段,但不會真的跟雌蛛交配。但如果掉的是其他幾支腳,那可完全不會影響交配過程,還是能順利完成生育大計。

    而這對秘密武器最強大的地方,其實是來自液壓;只要蜘蛛擠壓胸部的肌肉,便可以將其中的體液注入特定關節(tibia–metatarsus joint),透過液壓來伸直步足、產生彈力。

    沒想到吧?為了在交配中保命,隆背菲蛛還得運用到流體力學,是不是很有趣呢?

    參考資料:

    Male spiders avoid sexual cannibalism with a catapult mechanism: Current Biology
    These male spiders catapult away to avoid being cannibalized after sex
    Watch These Male Spiders Jump Like Hell to Avoid Being Eaten After Sex
    This Male Spider Catapults Itself Into the Air to Avoid Sexual Cannibalism | Science| Smithsonian Magazine
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    Peggy Sha
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    曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。