赫歇爾太空大型望遠鏡和最先進的紅外探測器首度為我們證實了：在太空中也發現氧分子，這是在獵戶座恆星形成區中的新發現。

單一原子氧在太空中很常見，尤其在大質量恆星的周圍。但是氧分子，也就是構成我們所呼吸空氣約20％的氣體，過去一直和天文學家玩著捉迷藏，直到這回才現身。

赫歇爾計劃首席科學家，本篇論文的主要作者Paul Smith說：「氧氣這種氣體在1770年代時便已發現，但終於能肯定地說，這個非常簡單的分子，在太空裡真的存在，卻花了我們230年」，該團隊的最新 發現即將刊載於Astrophysical Journal。

幾十年來，天文學家為了搜尋難以捉摸的太空氧分子，用上了熱氣球搭載的偵測儀器，地面和太空望遠鏡。2007年，瑞典的奧丁望遠鏡對氧分子曾有過驚鴻一瞥，但再次確認卻一直沒消息。

這次發現氧分子的Goldsmith和他的同事認為，氧氣是被鎖在水冰裡，被微小塵埃微粒包覆住。赫歇爾望遠鏡在獵戶座星雲探測到的氧，是冰顆粒受暖於星光後，釋放出水所形成。冰變成水，轉換成氧分子。

這次的發現可能可以說明太空中還有一些氧可能藏身何處，論文作者Goldsmith說：「這次，我們並沒有發現大量的氧分子，並且也還沒搞懂，這回觀測到氧分子的這個所在處，到底有何特別，所以，目前為止，宇宙還是對我們謹守著許多不透露的秘密。」

Goldsmith團隊計劃繼續往其他的恆星形成區去尋找氧分子。

氧在宇宙常見元素榜上排名第三。它的分子形式在太空中必然豐富，華府總部的赫歇爾計畫科學家表示，赫歇爾望遠鏡是探測這個未解之謎的有力工具，它是個 創新的工具，為天文學家提供了一個最佳指示器，能在一套新的不同波長中查看，究竟誰能洩露出氧分子訊跡何藏。(Lauren譯)

下圖圖說：太空氧不再音訊渺茫

鄰近於獵戶座星雲的恆星形成中心，在一塊氣體塵埃密集區裡，赫歇爾望遠鏡發現了 – 氧分子。

天文學家終於在太空中找到了氧分子獨特的訊跡（signature），這種氧分子正是我們在地球上每天所呼吸空氣的組成成分之一。雖然在赫歇爾太空望 遠鏡的觀測中，仍未解答為什麼宇宙裡的氧分子一直如此罕見，不過這個最新觀測成果，倒是對於為甚麼過去一向以來，氧分子從不肯在宇宙裡現身，提供了一些線 索。

天文學家認為，可能是新生恆星溫熱了附近的冰微粒(icy grain)，釋放出水，然後水轉換為氧。但至於為何在同一塊氣體塵埃雲裡的其他部分，卻並未檢測到氧分子呢?或許是因為那裏的氧仍被鎖在冰微粒裡。

圖片的放大區裡顯示的是，氧分子在藝術家筆下的概念圖，其中，兩兩相連的球體表現的是：兩顆氧原子結合在一起變成一個氧分子。背景中的獵戶座星雲由NASA的史匹哲太空望遠鏡於紅外光波段中拍攝。

下圖圖說：獵戶座星雲裡的氧

　　本圖說明了天文學家終於在太空裡發現了氧分子! 位置就在獵戶座星雲核心附近的恆星形成區中。早先已有人提出氧分子可能存在，但直到這次才藉由赫歇爾太空望遠鏡觀測獲得明確證實。圖中彎彎曲曲的線條，或 者又稱為「譜線」，表現的是氧分子的訊跡，由赫歇爾太空望遠鏡在獵戶座星雲發現。

赫歇爾太空望遠鏡上的遠紅外線外差儀器，一部分是由NASA的JPL(噴氣推進實驗室，位於加州帕薩迪納)所開發的，這次，它被用來將獵戶座星雲一塊 特定區域所發出來的光線，在次毫米波中將它進一步又拆分成好幾個不同的波長(如圖，270， 390和 620 micron： 微米)。天文學家使用這種叫做光譜圖的圖形來表達這些訊息，也呈現出分子所特有，像人類有「指紋」一樣的特徵。譬如，這次以氧分子為例來說，他們辨識出三 個氧分子所具有的獨特指紋，參見如頻譜圖所示。三線條呈現出不同的波長範圍，屬於氧分子訊跡的又以粉紅色加以標示。獵戶座星雲是由NASA的史匹哲太空望 遠鏡於紅外光波段中拍攝。圖片來源： ESA/NASA/JPL-Caltech

資料來源：轉載自中研院天文網

引用自臺北天文館之網路天文館網站

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為什麼有些人吃不胖，有些人沒抽菸卻得肺癌，有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢？這一切都跟我們的基因有關！無論是想探究生命的起源、物種間的差異，乃至於罹患疾病、用藥的風險，都必須從了解基因密碼著手，而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上，DNA 解碼從 1953 年的華生（James Watson）與克里克（Francis Crick）兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構，闡述 DNA 是以 4 個鹼基（A、T、C、G）的配對方式來傳遞遺傳訊息，並逐步發展出許多新的研究工具；1990 年，美國政府推動人類基因體計畫，接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入，到了 2003 年，人體基因體密碼全數解碼完成，不僅是人類探索生命的重大里程碑，也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成，卻因為基因定序技術的突飛猛進，使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展，早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位，但無法排序；直到 1977 年，科學家桑格（Frederick Sanger）發明了第一代的基因定序技術，以生物化學的方式，讓 DNA 形成不同長度的片段，以判讀測量物的基因序列，成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求，出現了次世代定序技術（NGS），將 DNA 打成碎片，並擴增碎片到可偵測的濃度，再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速，且成本更低，讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對，解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤，也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面，儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因，但對於改善個體健康仍有積極的意義，例如：若透過基因檢測，得知將來罹患糖尿病機率比別人高，就可以透過健康諮詢，改變飲食習慣、生活型態等，降低發病機率。又如癌症基因檢測，可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測：前者可偵測是否有單一基因的變異，導致罹癌風險增加；後者則針對是否有藥物易感性的基因變異，做為臨床用藥的參考，也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者，基因檢測後續的生物資訊分析，包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等，對臨床醫療工作都有極大的助益。

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同，而不同族群之間更存在著基因差異，使得歐美國家基因庫的資料，幾乎不能直接應用於亞洲人身上，這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」（Taiwan biobank），希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起，中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」（TPMI），希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫，促進臺灣民眾常見疾病的研究，並開發專屬華人的基因型鑑定晶片，促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人，這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者，超過 99％ 是來自中國不同省分的漢族移民人口，其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫，其中，漢族的全部遺傳變異中，有 21.2％ 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因；3.1％ 的人有癌症易感基因，比一般人罹癌風險更高；87.3％ 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性，例如：若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型，醫生在開藥時就能使用替代藥物，避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰：個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門，但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上，存在著道德倫理的考量，例如：研究用途的資料是否能放在病歷中？個人資料是否受到法規保護？而且技術上各醫院之間的資料如何串流？這些都需要資通訊科技（ICT）產業的協助，而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言，建議患者做基因檢測是因為出現症狀，希望找到原因，但是如何解釋以及病歷上如何註解，則是另一項重要議題。

從人性觀點來看，在技術更迭演進的同時，對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生？回到了解病因的初衷，在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時，家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等，都是值得深思的議題，也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好，因此，基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統，以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡，將是下一個基因時代的挑戰。

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