-- 作者： 明月 -- 發表時間： 2009/02/08 01:21am [這篇文章最後由明月在 2009/03/11 09:08pm 第 5 次編輯] 一門科學剛開始發展時 常常會被認為是無用的 研究會走迷宮的黏菌 哪會有任何用途呢? 部分科學家秉持著自己的信念繼續研究下去 在更多時候 連科學家自己也覺得他的研究只是有趣的無聊玩意兒(很多搞笑諾貝爾獎的得主就是這麼認為!) 不過後續發展卻時常出乎大家的意料之外 據說曾有政治家這麼問法拉第: 先生您的發明很有趣 但是他能有神麼用呢? 法拉第是這麼回答的: 先生有一天你會從他的身上抽稅 現在就來看看科學家到底跟人民抽了哪些稅!! 　 彩虹溫泉稅 [UploadFile=hotspr5b_1234027006.jpg] Thermus aquaticus 1969年首度被科學家發現從黃石公園的溫泉裡發現是一種顏色很漂亮的細菌 生長在美國黃石公園溫度超過110℃的間歇泉中 讓溫泉變的五顏六色 他的最高生長溫度是79℃ 最佳溫度66.0~74 當然啦溫泉中各區域的溫度還是有差異的  90c以上的區域他就活不了了 也有人在核能發電廠的排水口 熱水器裡面發現他 不過土壤裡面則不容易發現 總之他是一種喜歡泡溫泉的細菌 　一九七三年John Trela突然覺得Thermus aquaticus很有趣 就讓台籍留學生錢嘉韻及另一位美國學生以Thermus aquaticus為論文的主題開始研究。在其他教授的指導下 錢嘉韻成功的分離出的DNA合成脢~~Taq酶 能夠忍受95C的高溫在72°C時能以每秒150個核甘酸的最高速度合成DNA，在37°C時每秒反而只能合成一個。但是我們要拿不怕滾水的DNA合成脢做甚麼呢? 難道是讓人能夠一邊吃羊肉爐一邊複製羊的DNA嗎? ( 也許這句話並不全然是瞎扯喔!!!肉羊的育種通常很慢 因為要殺掉才能知道肉好不好吃 羊死了也就不能拿來當"種羊"了 作成羊肉爐之後再複製DNA 並植入細胞 便可製造出複製羊 不過這種高難度的高科技技術 拿來改良羊肉似乎有點小題大作) 　1983年春天的一個美好週末夜美國人穆李斯教授 開車載著女友經過紅木森林 分子生物學的大革命就此展開 他突然想到: 合成脢的前方必須是雙股的DNA才能運作  (打個比方鋪路機的後面也要有路才能繼續舖下去)  在一大堆單股DNA中 加入小片的DNA(稱做引子)釣出某段DNA 讓它的前端變成雙股 再加入合成脢就會開始合成DNA 合成完畢後讓雙股DNA分開變兩條 加入引子再釣一次 每釣一次數量就增加一倍 DNA以2的n次方快速增加 只要引子夠多釣個30次就能變成原來的1073741824倍 不但能用引子把某段DNA釣出來還能”大量”複製  核分裂時原子也是像這樣以2的n次方大量分裂 稱為連鎖反應 所以這項生物學技術就被稱為”聚合脢連鎖反應”簡稱PCR [UploadFile=DNA_1234026826.gif] 引子釣魚的準確度非常高 根本不必純化DNA再複製 能從病人的糞便裡釣出DNA 檢查到底是腸病毒 輪狀病毒 還是大腸桿菌 只要分別加入以上三者的DNA做成的引子看看能不能釣出東西就好了!!! 但是合成脢除了需要引子幫他開路(引路者  謂之引子) 後大段必須是單股DNA才能複製 為了讓雙股DNA分離變成單股必須要把DNA加熱到96c 每加熱一次 酵素就被100%煮熟 必須再加一次 而且隨著酵素屍體越來越多 新加入酵素的工作意願也會降低 越來越慢 讓1073741824倍變成不可能的數字 Taq脢嘟嘟好能夠忍受95c的高溫 不會被100%煮熟 從此以後科學家不必添加一次1美元的合成脢加三十次 有了Taq只要每個三分鐘轉一次溫度紐就搞定啦 後記: 現代科學家為了防止溫度紐提早報銷 已經發明了智慧型PCR加熱器 會自動調整溫度 讓DNA洗冷熱交替的三溫暖 [UploadFile=Pcr_machine_1234027078.jpg] Taq的電腦模型圖 [UploadFile=TaqPol_1234027132.jpg] 如果你看不懂我的動畫 請看: 淺藍色的是引子 http://www.copernicusproject.ucr.edu/ssi/HighSchoolBioResources/Genetic%20Engin%20Hum%20Genome/pcr.jpg -- 作者： bik -- 發表時間： 2009/02/08 08:00pm 所以國科會會批准這樣的計劃嗎? 國科會經費提供的計畫能出現諾貝爾獎嗎? 非常明顯呀! -- 作者： 明月 -- 發表時間： 2009/02/08 09:16pm 的確是不會批准 只好退而求其次 研究其他比較"有用"的東西了.... 不過誰都不知道 哪些會是有用的 -- 作者： 明月 -- 發表時間： 2009/03/02 10:53pm [這篇文章最後由明月在 2009/05/24 00:18am 第 4 次編輯] 許多海中生物都會發出螢光 Cypridina hilgendorfii 是一種會發出漂亮藍色螢光的甲殼類動物 被日本人稱為海瑩 最大的特點是長的像豌豆 他的甲殼更是增添了酥脆的口感 第二個特點則是他的發光方式 當他受到騷擾時 會同時噴出發光素顆粒 和發光素分解脢顆粒 兩種顆粒 混合後分解脢便開始分解發光素 藉此發光(感覺像是AB膠) [UploadFile=034965f4b6bb31cf_1236005463.jpg] [UploadFile=umihtr1s_1236005693.jpg] 1955年下村脩的老師Hirata突然覺得海瑩很奇怪 磨碎後的屍塊竟然能繼續發光 於是便讓下村 研究這種屍塊 希望能提煉出海瑩的發光素1956年下村脩成功的分離出來了 青出於藍而勝於藍 這種物質的發光強度是海瑩的３.７萬倍 雖然在此之前美國已有研究 卻沒有成功這讓 Hirata老師嚇了一大跳 於是下村順利取得了博士學位  Frank Johnson也覺得發光生物很有趣  1960年下村應Johnson之邀前往美國普林斯頓大學 下村正在磨碎乾燥海螢 http://www.mbl.edu/news/features/shimomura.html [UploadFile=cypridina_hands__1236005582.jpg] Aequorea victoria是一種水母分布在北美西岸 被刺激時會從傘的邊緣發出綠光 因此他會被發光生物學家(luci-logist 虛構名詞)下村與Johnson抓來研究也就不奇怪了 1961年夏天兩名發光生物學家在星期五港 抓了數以萬記的水母 他們將發光的傘緣割下榨成汁 帶回普林斯頓研究 [UploadFile=aequorea_shimomu_1236005669.jpg] 某天下村把水母汁倒進了海水槽 發現竟然會發出藍光 下村覺得很奇怪 本來是發綠光的水母 榨成汁後竟然由綠轉藍 後來下村提煉出了稱為aequorin的蛋白質 可以藉由ATP與鈣離子發出藍色光芒(也可使用海水中的鈣離子) 在提煉過程中找到了另一種蛋白質 下村如此形容他: 它在陽光下是淡綠色的，在電燈泡下是黃色的，而且在紫外線的照射下會放出綠色的螢光於是細胞學革命露出第一道曙光由於科學家取名子都很沒創意 這種蛋白質就被稱為綠色螢光蛋白green florescent protein(簡稱GFP) [UploadFile=gfp_test_tube_sm_1236005529.jpg] GFP可以吸收紫外光(藍光也行)的能量 再轉換成低能量的綠光放射出來 除了不會延遲發光外 和夜光貼紙的發光原理完全相同 水母體內的兩種蛋白質aequorin與GFP合作無間 aequorin發藍光GFP負責轉換光的顏色 讓水母得以發出綠光! GFP是靠光來發光的 照光後 光的能量轉換成分子中電子的能量 短時間(可以是好幾千萬分之一秒 視種類而定)後 再把能量轉換回光發射出來 夜光貼紙的原理便是如此 其實這種以光發光的能力不稀奇 你頭上的日光燈管就有應用到這個原理 但是蛋白質也能這樣玩 才是GFP神奇的地方 所有發光的東西都需要持續提供能量才能持續發光 一般生物發光蛋白的能量來源是高能化合物 GFP則是靠光來提供 這又更神奇了!! [UploadFile=shimomura_gfp_sm_1236005508.jpg] [size=5]GFP如何改變生物學的未來? 後半段未完......待續 [/size] -- 作者： bik -- 發表時間： 2009/03/10 09:36am 明月大: 您貼得真精彩呀!! 您有沒有在做無聊的實驗呀? -- 作者： 明月 -- 發表時間： 2009/03/11 09:03pm 謝謝!!   這是諾貝爾獎的研究 所以比較好寫 接下來的幾篇應該會比較短 "改變世界"指數也比較低 我現在的文筆有比較好 也開始看進階的書籍了 也許以後會當業餘作家...................... 我是學生能做的實驗不多 主要是觀察我種的多肉植物 (理論上晚上的石蓮花吃起來會比較酸 可是我從來沒試過) 我最近在培養晶體 自從看了"人造寶石"後 變的很喜歡寶石 十幾萬的裸鑽買不起 只好買120$的硫酸銅 培養"藍寶石" 希望能買到"硫酸鎳" 可以培養"海水藍寶" 紅寶石需要硫酸鈷 應該不好買 硫酸鎳的晶體非常讓人驚艷喔!!!!!!! http://picasaweb.google.com/hoangduyud/Artisticals#4978865476884955154 -- 作者： bik -- 發表時間： 2009/03/12 08:56am 誠品有賣一些可以製造晶體的東西, 好像是將熱水把他溶解，然後再加入晶核, 過一陣子就變成像水晶一樣的結晶囉! 我見過它們有藍色的和粉紅色的產品! -- 作者： 明月 -- 發表時間： 2009/03/13 08:11pm 是染色的 不是天然顏色 我查過資料 可能是二氫磷酸鈉 這種晶體可以用"食用色素"染色 -- 作者： bip70 -- 發表時間： 2009/05/23 09:36pm 硫酸鎳、硫酸鈷 實驗室都挺常見的 -- 作者： 明月 -- 發表時間： 2009/05/24 00:09am 書本都把細胞畫成彩色的 有放大圖時還把裡面的胞器也上了色 不知怎麼 粒線體一律都是紫色的 可是實際上細胞幾乎是透明的 不染色你只能看到許多有形狀的鬼影 這點我在做過植物切片時有強烈的感受!! 精子倒是能一眼看出來 紅血球也簡單 不過要分辨T細胞和白血球就有困難了 第一次用顯微鏡看細胞的人 一定會發現他只能看到很多鬼影 哪裡是書上那種顏色鮮明的東西 所以用顯微鏡研究細胞的生物學家 幾乎都會給細胞染色 舉個例子白血球分三種嗜酸性球 嗜中性球 與嗜鹼性球 這名子聽來奇怪 其實是用染色劑取的 嗜鹼性球要用鹼性染劑(次甲基藍)才能染出他的特徵 不染色完全無法分辨他們 甚至還用染劑種類來取名稱 可知染色對研究細胞來說是不可或缺的技術!! 問題在於 染劑幾乎都是有毒的 染過的細胞早就掛點了 得把細胞殺死才能仔細觀察它是一個很大的障礙!! 查爾菲（Martin Chalfie）第一次聽說綠色螢光蛋白是在1988年於一個在紐約哥倫比亞大學舉辦的學術演講中，那是有關生物放光組織的課題。當他知道有一個會發光的蛋白質時，非常的高興。因為這是一個會發螢光的蛋白質 如果細胞裡面有這種蛋白質 只要照藍光就會有開始發光 在某種程度上類似染色的效果! 亙甚者他不會殺死細胞 所以能觀察活著的細胞 旦螢光蛋白質怎麼會在細胞裡面呢? 用”快遞”送進細胞是不可能的 蛋白質太肥了 除非有專用的閘門 蛋白質是無法穿透細胞膜進到細胞裡頭的 所以唯一的辦法似乎是讓細胞自己製造螢光蛋白