2008年7月21日 星期一

Serotonin(血清素)對於不公平境遇的影響

6月27日的「科學」期刊上有篇短短的文章,提到了當我們處在不公平境遇的時候,究竟是什麼樣的化學物質影響到我們對不公平境遇的反應。

今天,如果有人跟你說,別人給他13塊錢跟你分,要分給你6塊錢,公平嗎?聽來是蠻公平的,畢竟,錢在他手裡,雖然他得到了7塊錢,但是6塊錢也接近一半了,對吧?

但如果他說,別人給他20塊錢跟你分,但是他還是只要給你6塊錢,公平嗎?這時,你可能覺得不太公平了,但他跟你說,給他20塊錢的人說,如果你不接受,大家就1塊錢都拿不到;這時候,你拿不拿?

如果更過份一點,他說別人給他的是30塊錢,但他還是只要給你6塊,而如果你不接受,你們倆就1塊錢都拿不到....你拿不拿?

這是心理學上所謂的Ultimate Game(UG),在這個賽局中,測驗的是人對於不公平境遇的反應,別忘了,拒絕6塊錢,就是1塊錢都拿不到;這牽涉到你覺得你受到的待遇有多不公平,是不是不公平到必須要「乾脆大家都得不到」算了?

因為長久以來serotonin(5-HT, 血清素)被認為與社交行為有關,例如說有些憂鬱症的治療就用上了抑制serotonin 再吸收的 抑制劑(SSRI, selectve serotonin reputake inhibitors,其中相當著名的是Paxil以及Prozac,可以參考維基百科),因此本文的作者們想要知道,血清素在人遭受到不公平境遇的反應時,是否也有決定性的影響?

於是他們用Ultimate Game來測驗兩組不同的人,一組先服藥讓他們的血清素降低到只有正常人的15%,另一組人則服用安慰劑(服用安慰劑的人血清素並未降低,反而升高了25%),接著進行一些測驗以了解血清素降低是否造成任何明顯的情緒改變(結果顯示是沒有的),而後再進行UG。

測驗的結果發現,服藥組(也就是血清素僅剩下正常人的15%的那一組)在面對不公平的境遇時,比較會傾向於「既然那麼不公平,乾脆大家都拿不到」,也就是拒絕接受那6塊錢的反應。

這類的反應,過去使用neuroimaging(神經影像)方面的研究時,被發現與ventral prefrontal cortex(大腦前額葉腹側)有關,而這篇文章更進一步的指出血清素也與這類的反應有相當的關係。

有趣嗎?大腦的世界其實是非常奧妙的,這也就是為什麼前幾年才去世的Francis Crick(克里克,與華生共同定出去氧核糖核酸[DNA, deoxyribonucleic acid])在解讀完去氧核糖核酸的結構、並預言DNA複製為半保留(semiconservative)複製後,便一頭栽入意識(cognition)的世界再也沒有回頭的緣故了!

參考文獻:Crockett et. al., Serotonin modulates behavioral reactions to unfairness. Science. 320: 1739. (2008)

2008年7月18日 星期五

「見光死」的小巢狀麴菌

或許提到小巢狀麴菌(Aspergillus nidulans)大家都會覺得有點陌生,但是如果提到由這一類的真菌所產生的毒素中最有名的黃麴毒素(aflatoxin),相信大家都不會有「沒聽過」的反應吧。

有趣的是,小巢狀麴菌在有光的狀況下所產生的毒素量,較無光狀況下要少得多;而在無光狀況下生長的小巢狀麴菌,除了可以產生更多毒素(這些毒素統稱為mycotoxin)之外,還會產生有性孢子進行有性生殖。究竟是什麼讓小巢狀麴菌可以在無光的狀況下進行有性生殖,而又是什麼讓它在無光的狀況下產生更多毒素?而照光與否、進行有性生殖與產生更多毒素這三件事之間,是否有關呢?

在6月13日的「科學」週刊中,Braus博士的研究團隊的研究成果,告訴了我們這三件事情的關鍵都在於一個稱為VeA的蛋白質上面。VeA這個蛋白質在無光的狀況下會大量的表現,同時與蛋白質VelB結合。結合後的VeA-VelB複合體進入細胞核,與另一個蛋白質LaeA結合後,LaeA蛋白便可以經由改變染色體結構,使得那些與產生毒素有關的基因被表現出來。在有光的狀況下,VeA蛋白的表現量降低,使得他只能與VelB結合,但無法進入細胞核。

當然,到目前其實Braus博士的團隊只解開了光與產生毒素之間的關連;至於光與有性生殖之間的關連呢?目前所知的就是失去VeA的小巢狀麴菌不會進行有性生殖,只會產生無性的孢子,因此得知VeA與小巢狀麴菌能否進行有性生殖有很密切的關係。

但是VeA蛋白本身並不是一個光受器,那麼,是什麼樣的蛋白質在看到光以後與VeA蛋白作用,進而調節小巢狀麴菌的發育呢?目前可能的蛋白包括光敏素(FphA)、藍光受器(LreA與LreB)、或是隱花色素(CryA)。看到這裡,是不是覺得很驚訝竟然連真菌裡面都有這麼多的光受器?而且光受器還跟它的毒素產生能力以及有性生殖有關?有興趣的同學,可以參考6月13日的「科學」週刊!

Reinhard Fischer. Sex and Poisons in the Dark (這篇給了一個很棒的介紹)

Bayram et. al. VelB/VeA/LaeA complex coordinates light signal with fungal development and secondary metabolism. (這篇就是Braus博士研究團隊的成果)

2008年6月29日 星期日

植物如何知道何時開花?

相信同學都知道有所謂的長日照(Long-day Plant, LDP) 跟短日照植物(Short-day Plant),如果對植物比較有興趣的同學,可能還知道,決定長日照、短日照植物是否要開花的機制,其實不是日照的長度,而是連續夜晚的長度。到底長日照、短日照是如何影響到植物,使植物決定要不要開花呢?

由George Coupland實驗室發表在今年四月的EMBO Journal上的一篇文章,為這個機制提供了更多的線索。

George Coupland實驗室發現,一個名為COP1的蛋白質,在黑暗中它可以促進另一個稱為CO(CONSTANS)的蛋白質的分解;而CO蛋白存在的時候,會促進許多與開花有關的基因的表現,其中一個被稱為FT (FLOWERING LOCUS T)。

最初Coupland他們注意到,對於擬南芥(Arabidopsis thaliana,為長日照植物)來說,缺少COP1的植物,對於光週期(photoperiod)是呈現不敏感的狀態,而且不論在長日照或短日照週期,缺少COP1的植物都會提早開花。而他們同時也注意到,在長日照狀況下CO蛋白質的表現量較在短日照狀況下要來得高且穩定,而且缺少COP1的植物CO蛋白質的表現量也會大大提高;因此他們決定去觀察是否因為缺少COP1造成了CO蛋白表現量上升,最後造成開花時間的提前。

過去的研究結果發現,在植物中CO的傳訊RNA(messenger RNA, mRNA)的量並不能忠實反應CO蛋白質的量,這可以由短日照狀況下的擬南芥中看到,雖然CO mRNA的量沒有變,但是卻偵測不到CO蛋白質。由於CO蛋白本身為一個transcription activator,也就是說,它可以藉由刺激某些特定基因的轉錄(transcription),來促進這些特定基因的表現;因此Coupland等人決定從這些基因中,選擇了觀察FT的表現作為觀察CO活性的證據。

最後,Coupland等人發現,COP1藉著影響CO蛋白質的表現,影響包括FT在內的開花基因的表現。而且,COP1應該是經由促進CO蛋白質的分解,使得FT等開花基因無法表現,來抑制開花;當缺乏COP1時,植物會因為無法分解CO蛋白,使得包括FT在內的開花基因都大量表現,造成提早開花的表徵。由於COP1主要是在黑暗週期中刺激CO蛋白分解,於是缺乏COP1的植物便無法感受到黑暗週期的變化,造成cop1突變株不論在何種光週期都提早開花的表徵。

而COP1是如何促進CO蛋白的分解呢?目前Coupland等人提供的證據顯示,COP1經由在CO蛋白上加上稱為宇元(ubiquitin)的蛋白質,使得CO蛋白被細胞中負責分解蛋白質的工廠26S proteasome分解。

有趣嗎?如果想更進一步知道細節,可以參考四月的EMBO Journal: Arabidopsis COP1 shapes the temporal pattern of CO accumulation conferring a photoperiodic flowering response. (EMBO J. 27(8): 1277-1288, 2008)

2008年6月23日 星期一

兩千年前的棗子

還記得那一千三百年前的蓮子嗎?如果一千三百年前的蓮子發芽是一種奇蹟,6月13日登載「科學」雜誌上面的棗子,就更加的不可思議了。

話說這些棗子是在1963-1965年之間,在以色列南方的Masada要塞裡發現的,當時他們僅把種子給留下來,並沒有進行其他的研究,直到2005年,由Sarah Sallon等人從這批種子裡面拿出五顆,並鑑定為棗子(Phoenix dactylifera L.)後,開始進行研究。

首先他們拿了兩個種子去進行carbon dating(也就是,利用碳十四的半衰期來鑑定這個有機物是在何時產生的),發現他們大約是公元前(BCE, before the Common Era 的縮寫)155年到公元後64年之間產生的種子。剩下的三顆種下去之後,只有一棵發芽(八週)。雖然一開始長出來的葉片有些白斑,但在生長了26個月之後,這棵兩千年前的棗子大致上來說,發育狀況跟現今的棗子差不多。

根據歷史記載,棗子大約在五千年前就已經成為農作物,而由於棗子的繁殖是利用off-shoot (側苗,我不是很確定中文名稱),因此基因的變異應該不會很大;他們將這棵兩千年前的棗子的DNA取出進行RAPD(random amplified polymorphic DNA)分析,發現它跟摩洛哥種的棗子相差最多,而與伊拉克和埃及種的棗子較相近。
相關的資料,請見6月13日的「科學」雜誌:Germination, Genetics, and Growth of an Ancient Date Seed, Vol. 320, p1464。