大腦與行為的對話：Blog for Biopsychology

2006年諾貝爾生醫獎－意外的干擾

轉載 Sciscape新聞報導： Jun-An Chen [Oct 10, 2006]

2006年諾貝爾生醫獎桂冠由兩位美國科學家 Andrew Z. Fire 和 Craig C. Mello 共同獲得，以表彰他們發現 RNAi 干擾基因表達的現象。長久以來，科學家公認的分子生物學中心教條為－雙股DNA為基本的遺傳物質，雙股DNA會先轉錄成單股RNA，單股RNA接著再轉譯成蛋白質來執行實質的生理功能。大部分的學者也認為，單股RNA充其量也只不過是扮演串場DNA變成蛋白質的中場配角，很少有科學家會將想到RNA也有可能會直接參與調控基因的表達。
1998年時，Fire 和 Mello 發現將 unc-22 基因的同義單股RNA或反義單股RNA微注射至線蟲的胚胎裡，都無法觀察到線蟲因 unc-22 基因被調控後的表現型 (phenotype)。有趣的是，當他們將這兩段序列互補的單股RNA黏合成為雙股RNA時，再將這段雙股RNA注射至胚胎，竟然可以忠實地干擾 unc-22 的基因表達。他們首度將這個意外發現的”基因沈默”現象稱之為－ RNA干擾 (RNA interference, RNAi)，並且將這個實驗結果發表於 Nature 雜誌。在這篇期刊論文裡，他們大膽地假設 RNAi 的干擾現象可能是普遍存在於各種生物體裡的防禦機制。隨後不久，Mello 也小心地實驗證明RNAi 的干擾機制主要是藉由雙股RNA忠實地干擾其標地的訊息RNA (mRNA)之基因表達。有趣的是，Fire 和 Mello 從發現 RNAi 的干擾現象到奪得諾貝爾桂冠僅僅花了八年的時間。筆者認為主要的原因有三:

ㄧ、 RNAi 的技術近年來已被廣泛地引用在取代”基因剔除”的技術，這項技術可以大量的節省研究人員的研究時間和經費。隨著各項模式生物的基因組陸續完成定序，使用 RNAi 干擾的技術更可以完成一次大規模掃蕩剔除所有功能性基因的雄心壯志。

二、 這五年來，微RNA (micro RNA, miRNA) 紅到發紫的研究熱潮也加速 Fire 和 Mello 獲得桂冠的速度。 miRNA是生物體內自行合成的一段長髮夾型單股RNA，miRNA並不會被轉譯成蛋白質，相反地，miRNA會經由類似 RNAi 的抑制基因表達機制來調控生物體本身的生理功能。鑑定 miRNA在何時表達，何處調控已儼然成為最熱門的研究之一。

三、 結合 RNAi 干擾的技術與 miRNA的生理作用機制，可以提供未來以 RNAi 干擾的技術來治療人類癌症或退化性疾病的基石。 RNAi 干擾的臨床應用已初步在長尾獼猴上被證明有效，未來實質應用在人類疾病的治療上應是指日可待。

繼2002年後，2006年諾貝爾生醫獎再度頒發給以”線蟲“作為研究題材的學者，讓這個看似不起眼的小蟲再次成為當紅炸子雞!或許不久的將來，線蟲學者又會再次風光地回到斯德哥爾摩的頒獎台上!

老鼠有同情心嗎？

在今年六月的科學（science）雜誌裡，加拿大McGill大學的科學家 Langford等人提出證據顯示老鼠是有同情心的！ 實驗者先在小老鼠的腹腔打入醋酸鹽來引發腹部疼痛的感覺，感到疼痛的小鼠會出現伸腰、扭滾等明顯的身體反應。實驗發現，當小鼠看見的「熟識」的同伴（至少住在一起三週以上）也在痛苦時，它對於自己的疼痛敏感度會有顯著的增加，這現象被 Langford等人解釋為「老鼠的同理心」，因為這效果在換入另一隻同樣痛苦但卻「陌生」的同伴時並不會出現。以人的例子來作比喻，「我和某某人熟不熟？」會影響我看到這個人在痛苦時，我當下的生理狀態以及對相同痛苦源的感受性！
這長久以來被人類視為高尚道德的「同理心」，原來在老鼠身上也可以看到。哈哈！科學家終於還給這些小動物原本該有的尊嚴！「對不起！長久以來都看扁你們了！你們這些人飢己飢、人溺己溺的老鼠」 （註：老鼠和人的基因圖譜有的90%相似性）

In vivo Microdialysis

Microdialysis is a technique to monitor the neuro-chemical dynamics in the living brain. Under normal circumstance, the semi-permeable dialysis probe in anchored into the target brain region via craniotomy. A syringe pump provided a stable source of artificial cerebral spinal fluid (aCSF), via the phenomena of diffusion, small quantity amount of neurotransmitter ( or small molecular weight neuropeptide) could be collected and analysis using the HPLC-ECD system. With the usage of microdialysis technique, scientist can monitor the dynamic change of a given neurotransmitter in a specific brain region. The data is recorded while the animals are living, conscious, and psychologically active!