2021年1月28日 星期四

豬打哈欠會傳染

 

圖片來源:維基百科

打哈欠傳染(yawn contagion)被認為是一種社會行為,只有進化程度較高的動物才會有這種能力。

為了要瞭解豬是否具有這種能力,研究團隊在2018年的六月到十一月,針對104頭放養的年輕與成年豬錄影,記錄他們是否有打哈欠傳染的能力。

記錄的標準是觀察當有豬打哈欠時,三分鐘之內是否有其他的豬也跟著打哈欠;而這隻豬距離打哈欠的豬有多遠,也被測量下來。

結果發現,公豬打哈欠的傳染力比較高;年長的豬比較容易出現哈欠傳染的現象;一公尺以內的近距離傳染力比較強;同父同母的兄弟姐妹之間傳染力也比較強。

由此可知,打哈欠傳染的確是一種社會行為,而豬也的確有哈欠傳染的現象。

參考文獻:

Norscia, I., Coco, E., Robino, C. et al. Yawn contagion in domestic pigs (Sus scrofa). Sci Rep 11, 1851 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80545-1

2021年1月25日 星期一

切葉蟻的農藥:attinimicin

 

圖片來源:C&EN

生活在南美洲的切葉蟻(leaf-cutter ants)不但會種田,也會用農藥。牠們把植物的葉片切碎,種上真菌。為了避免食物(真菌)被有害的真菌(Escovopsis spp.)感染,這些切葉蟻與另一種真菌(Pseudonocardia spp.)形成共生關係。共生真菌提供給切葉蟻牠們所需要的抗真菌劑,而切葉蟻提供給共生真菌它們所需要的養分。

過去許多研究團隊都試著找出,到底共生真菌提供給切葉蟻什麼抗真菌劑,但不同的研究團隊得到不同的分子。最近的一項研究分析了許多不同區域的切葉蟻的蟻窩後發現了一個全新的化合物:attinimicin。

大約三分之二的共生真菌都會產生attinimicin,它是個多肽的抗生素。Attinimicin的結構複雜,目前的試驗已經發現可抑制小鼠的白色念珠菌(Candida albicans)感染。

參考文獻:

Specialized Metabolites Reveal Evolutionary History and Geographic Dispersion of a Multilateral Symbiosis Taise T. H. Fukuda, Eric J. N. Helfrich, Emily Mevers, Weilan G. P. Melo, Ethan B. Van Arnam, David R. Andes, Cameron R. Currie, Monica T. Pupo, and Jon Clardy ACS Central Science Article ASAP DOI: 10.1021/acscentsci.0c00978

2021年1月16日 星期六

會做無本生意的長尾獼猴(Macaca fascicularis)

 

圖片來源:維基百科

台灣柴山以及中山大學的台灣獼猴會搶食物,甚至有讓人受傷的例子。但是跟牠們在巴厘島上的親戚長尾獼猴(Macaca fascicularis,食蟹獼猴)比起來,台灣獼猴可差多了。巴厘島上的長尾獼猴會做無本生意。牠們會搶走遊客的眼鏡、手機甚至皮夾,再向遊客索取「贖金」。

科學家們在當地進行了273天的研究發現,這些猴子不但會搶遊客的東西,牠們還瞭解這些東西的價值。這些猴子從小跟其他的年長猴子學習,瞭解不同的東西有不同的價值;通常要到四歲左右,猴子們才能充分瞭解這些東西(人類的所有物)能換來多少食物。

當搶到比較沒有價值的東西時,猴子們會接受以較少的食物來換回物品。研究團隊認為,這個行為系統在當地的猴界可能至少已經流傳了30年。研究人員記錄到最長的時間是花了17分鐘與人類討價還價。

猴子跟人類搶東西並不是新聞。除了在台灣會搶人類食物的台灣獼猴,在世界的其他地方也時有所聞,甚至曾有猴子搶走採血樣本的例子。但是與其他物種(人類)建立以貨易貨的系統,這應該是第一例。

參考文獻:

Bali’s thieving monkeys can spot high-value items to ransom. The Gardian.

2021年1月11日 星期一

同卵雙生的雙胞胎(monozygotic twin)真的是一模一樣嗎?

圖片來源:維基百科

大家一直都以為同卵雙生的雙胞胎(monozygotic twin)一定是一模一樣的,但是最近針對381對同卵雙生以及兩對同卵三生進行的研究發現,平均每對雙胞胎有5.2個不同之處,而在所有的雙(三)胞胎中,大約有15%是可說有明顯差異的。

這些不同之處發生在合子分開後各自的胚胎進行細胞分裂時。有些同卵雙生的雙胞胎有數千個突變,也有的雙胞胎真的是一模一樣。其實同卵雙生的雙胞胎不一定是一模一樣的,這個結論對於某些家中有同卵雙生雙胞胎的家長們應該已經意識到了:畢竟有些家長們會發現其中一個雙胞胎一出生就多了一個痣,或是從小個性就不是很相像等等。

過去因為認為同卵雙生雙胞胎一定是一模一樣的,使得所謂的「雙胞胎研究」成為許多研究上的熱門議題。畢竟研究某個特定的因子對雙胞胎的影響,在他/她們的基因是一模一樣的前提下,可以先剔除遺傳的原因,將實驗結果歸因於環境影響。

這篇研究提醒了大家,雖然真的有一模一樣的同卵雙生雙胞胎,但也有相差很多(數千個突變)的;所以未來在進行雙胞胎研究時,可能要把這個因素考慮進去--或許得先分析他/她們的基因體,剔除掉那些突變太多的個體?這樣聽起來,雙胞胎研究是不是就不那麼棒了?

參考文獻:

Jonsson, H., Magnusdottir, E., Eggertsson, H.P. et al. Differences between germline genomes of monozygotic twins. Nat Genet 53, 27–34 (2021). https://doi.org/10.1038/s41588-020-00755-1

2021年1月6日 星期三

膽固醇運送蛋白ABCA13可能與思覺失調症(schizophrenia)有關

 

思覺失調症患者所製作的刺繡。圖片來源:維基百科

思覺失調症(schizophrenia)是精神疾病的一種。其特徵為患者出現語言混亂、異常行為,以及不能理解什麼是真實的。其成因包括環境因子及遺傳變異,世界人口中約0.3-0.7%在其一生中受思覺失調症所影響。據估計,思覺失調症的遺傳度為80%。目前已知許多基因與思覺失調症有關,約5%的思覺失調症個案可部分歸因於罕見的拷貝數變異,包括22q11、1q21以及16p11。該些罕見的拷貝數變異會使個體發展思覺失調症的機會增加最多20倍,當事人亦常伴發自閉症和智能障礙。

最近發表的一篇研究發現,負責運送膽固醇(cholesterol)進細胞的蛋白質ABCA13可能也與思覺失調症有關。這個蛋白質屬於所謂的ABC(ATP-binding cassette)蛋白家族的一員,可加速膽固醇攝入細胞的速度。

研究團隊發現,剔除ABCA13基因的小鼠,在「驚嚇反應及預脈衝抑制試驗」(startle response and prepulse inhibition test)的測試中出現不正常的結果。這個試驗是先給予聲音刺激,再給一個更大的刺激來驚嚇小鼠。通常先給予的刺激可以降低接下來更強的刺激所帶來的驚嚇反應,但研究團隊發現,對於缺乏ABCA13基因的小鼠,先給予的刺激並不能降低接下來更強的刺激所帶來的驚嚇反應。

研究這些小鼠的腦發現,缺乏ABCA13基因的小鼠,其神經末稍的囊泡中沒有膽固醇累積。由於神經末稍的囊泡對傳遞神經訊息很重要,所以研究團隊認為這可能是導致小鼠的神經系統認知功能不正常的原因。

在人類的思覺失調症患者中,有些人在這個基因也有突變,造成該基因無法被定位到囊泡中。究竟這個基因對思覺失調的影響有多大,還需要進一步的研究來證明。

參考文獻:

Mitsuhiro Nakato, Naoko Shiranaga, Maiko Tomioka, Hitomi Watanabe, Junko Kurisu, Mineko Kengaku, Naoko Komura, Hiromune Ando, Yasuhisa Kimura, Noriyuki Kioka, Kazumitsu Ueda. ABCA13 dysfunction associated with psychiatric disorders causes impaired cholesterol trafficking. Journal of Biological Chemistry, 2020; jbc.RA120.015997 DOI: 10.1074/jbc.RA120.015997

2020年12月19日 星期六

世界第一頭基改豬上市:低敏豬(GalSafe pigs)

 

圖片來源:維基百科

美國的食品藥物管理局於2020年12月14日批准了全世界第一頭基改豬「低敏豬」(GalSafe pigs)的上市許可。這種豬的表面抗原缺乏alpha-gal(Galactose-alpha-1,3-galactose),讓對它過敏的人(稱為alpha-gal 過敏)可以安心食用。

alpha-gal 過敏是什麼呢?不知道大家有沒有聽說過,有些人在被蜱(tick)咬了以後,就不能吃豬肉、牛肉、羊肉等哺乳動物的肉類了。這種過敏症狀就是alpha-gal 過敏,好發於美國、澳洲以及歐洲一些蜱出沒較盛的區域。

原來,alpha-gal這個表面抗原,廣泛出現在哺乳動物中,但是人、猿與舊世界猴沒有。

alpha-gal. 圖片來源:維基百科

因為人的細胞表面沒有alpha-gal,所以只要人接觸了它,就會辨認這個表面抗原,把它當作入侵的外來者。平常吃肉,因為只有腸道會接觸到alpha-gal,所以不會引發過敏反應;但一旦被蜱(如美國的long star tick、澳洲的paralysis tick等)叮咬,蜱的口水中含有的alpha-gal(來自叮咬其他哺乳動物所得)便注入人的皮膚,於是人的免疫系統便啟動,開始製造免疫球蛋白IgE,引發延遲性過敏反應:在吃肉後3-8小時出現發癢、蕁麻疹、充血性水腫、腸胃不適、呼吸窘迫等症狀。

這些病人是否從此就必須成為素食者呢?其實也不必。雖然他們對哺乳動物的肉會過敏,但由於海鮮、家禽的肉類並沒有alpha-gal,所以他們還是可以吃海鮮跟家禽(雞、鴨、鵝等)的。

有意思的是,由於用來治療大腸癌與頭頸的鱗狀細胞癌的重組單株抗體藥Cetuximab也含有alpha-gal這個抗原,所以有alpha-gal過敏的人是不能使用這個藥物來進行治療的。

而低敏豬這種基改豬,除了不含有alpha-gal表面抗原,讓有alpha-gal過敏的人可以安心食用外,還會生產肝素(heparin);但是否能真的有商業量產的價值,那又是另一回事了。

參考文獻:

Britt E. Erickson. 2020. Biotech pigs approved for food and potential medical uses.

駱宛琳. 2017. 一朝被蟲咬,十年怕牛排——讓人出乎意料的抗癌藥副作用. CASE PRESS.

2020年12月12日 星期六

廣效性流感疫苗(influenza vaccine)可望出現

 

流感病毒構造圖。圖片來源:維基百科

每年秋冬,就會看到新聞又開始提醒大家不要忘了接種流感疫苗。尤其對於嬰幼兒與高齡族群,為了預防流感重症,政府還會提供免費的流感疫苗施打。是否曾好奇過為何流感疫苗每年都要打呢?為什麼不能像麻疹等疫苗,一生止需要打一兩次就好?

這是因為流感病毒多變的特性。不像麻疹等病毒表面的抗原幾乎不會變化,流感病毒表面的抗原(所謂的血凝素,HA,hemagglutinin)經常發生變異,造成今年感染了流感,只要明年的流感病毒表面的血凝素抗原不同,今年所產生的抗體就對明年的流感病毒無效;所以只好重新再打過。

當然,每年可能會流行什麼病毒株,都是經過精密的分析來預測的,但有時候預測也會失準。這時候就會出現流感大流行。

難道流感病毒都不能找到不那麼多變的區域來製作疫苗嗎?如果可以找到不同流感病毒間都一樣(或極為相似)的區域,那麼是否就能夠製作廣效性的流感疫苗了?

這種事情說來容易但做來難。但最近終於取得了成功!過去疫苗都是針對血凝素的頭端(上圖的藍色區域)製作,而這個區域相當多變;最近有研究團隊以血凝素的「莖」(stalk)端(上圖的紅色區域)製作疫苗。這部分的血凝素在不同的流感病毒株間變異性很低。

研究團隊將這樣的疫苗接種於18-39歲的成人,目前進行小規模測試的結果顯示這種疫苗是有效的。未來還需要大規模的測試,才能確定疫苗的效果。

參考文獻:

Nachbagauer, R., Feser, J., Naficy, A. et al. A chimeric hemagglutinin-based universal influenza virus vaccine approach induces broad and long-lasting immunity in a randomized, placebo-controlled phase I trial. Nat Med (2020). https://doi.org/10.1038/s41591-020-1118-7