http://www.ntsec.gov.tw/m1.aspx?sNo=0000263&ex=%20&ic=
- 11月 06 週四 200813:12
11/8 課程--介紹科展作品
- 11月 02 週日 200821:19
11/8課程 -- 愛滋、子宮頸癌病毒發現者 共享2008年諾貝爾醫學桂冠
瑞典卡洛林學院諾貝爾大會(The Nobel Assembly at Karolinska Institutet)於十月六日公佈今年度諾貝爾生理學或醫學獎得主,獲獎者為發現子宮頸癌病毒的德國科學家楚爾郝森(Harald zur Hausen),以及發現愛滋病毒的法國科學家芳絲華.巴赫─桑努希(Francoise Barre-Sinoussi)與蒙塔尼埃(Luc Montagnier),以彰顯他們對導致人類重症疾病的病毒的重大發現。
◆子宮頸癌病毒的發現與發展
楚爾郝森當年提出人類乳突病毒(human papilloma virus,HPV)會導致子宮頸癌,這種「病毒致癌」的觀點與當時的主流醫學教條背道而馳,他在腫瘤中發現HPV的DNA,並認為只要發現特定的方法就能檢測出病毒的DNA,他還發現並非所有HPV都會致癌,只有其中幾種會有這種現象。由於他的重大發現,使得科學家找出HPV感染的途徑,並進而研究出HPV致癌的病理機制和HPV疫苗的發展(如附圖)。
70年代期間,楚爾郝森提出HPV可能與子宮頸癌有關的觀點,當時他認為癌細胞若受致癌病毒感染,則在基因體中應可發現病毒的DNA插入其中,而HPV的基因則會促使細胞增殖,若能找出這類癌細胞中的病毒DNA,就可得知該細胞受到HPV的感染。楚爾郝森在當時努力近十年之久,不斷尋找不同種類的HPV,但這在當時並不容易,因為病毒只有部分DNA會併入宿主基因體中,也因此增加研究的困難度,後來他在子宮頸癌切片中發現新的HPV的DNA,因而在1983年確認出新的致癌病毒HPV16型。到1984年,他更從子宮頸癌病患身上找出HPV16和HPV18型病毒,迄今世界上有70%的子宮頸癌都可發現這兩型病毒。
至今HPV仍對全球帶來相當沉重的負擔,世界上有超過5%的癌症起源於HPV的慢性感染,HPV是最常見的性傳染病原體,約佔全球總人口的五成到八成之多。在已知超過100種的HPV病毒當中,約有40種會感染生殖道,當中又有15種會使婦女提高罹患子宮頸癌的風險,此外,HPV亦發現於外陰部或口腔等癌細胞中。在罹患子宮頸癌的婦女當中,有99.7%會在組織切片當中檢驗出HPV,每年受影響的婦女多達50萬人。
楚爾郝森證明了HPV可導致癌症的病理機制,並建立起受HPV感染並演變為癌症的風險評估。他為醫學界確認出HPV16和18型為主要嫌疑犯,幫助後來科學家發展出疫苗,疫苗的發展保護婦女免於來自HPV16和18型九成五以上的威脅,並減少病患接受手術的必要以及降低全球子宮頸癌的負擔。
◆愛滋病毒的發現與發展
巴赫─桑努希和蒙塔尼埃則是最先發現人類免疫缺乏病毒(human immunodeficiency virus,HIV)的科學家。HIV最初是在病患的淋巴細胞中發現,這類病患在患病初期具有腫大的淋巴結,在末期時甚至在血液中就可檢驗出病毒的存在,HIV也成了第一個被發現的人類慢病毒(human lentivirus)。HIV感染負責人體免疫功能的淋巴細胞,導致免疫細胞大量死傷,由於他們的發現,使得科學家得以進一步了解愛滋病的感染機制以及治療方針(如附圖)。
1981年,巴赫─桑努希與蒙塔尼埃自出現後天免疫缺乏初期症狀的病患身上的腫大淋巴結中分離出淋巴細胞來培養,他們檢測出有反轉錄酶的活性,這代表病患可能受到反轉錄病毒的感染,他們還發現反轉錄病毒自受感染的細胞出芽而生(budding),分離出的病毒可感染並殺死正常與受感染的細胞,並且會和病患體內的抗體相作用,他們將這種病毒命名為人類免疫缺乏病毒(human immunodeficiency virus,HIV)。有別於HPV這類會致癌的病毒,他們發現的病毒並不會導致細胞不正常增生,反會需要細胞作為宿主來進行複製和T細胞融合,這也部分解釋了為何HIV會破壞免疫系統,因為T細胞正是負責啟動免疫反應的關鍵細胞,T細胞受到控制,免疫系統將不攻自破。1984年,巴赫─桑努希與蒙塔尼埃還另外在性病患者、血友病患者、母子垂直感染患者、輸血感染患者身上分離出這種病毒,他們的努力成果在全球1%的人口受到HIV普遍感染的情況下顯得格外重要。
就在HIV被發現之後,許多科學家陸續對HIV造成後天免疫缺乏症候群(acquired human immunodeficiency syndrome,AIDS)的詳細致病機制貢獻心力。巴赫─桑努希與蒙塔尼埃的研究成果使科學家得以迅進複製第一型HIV(HIV-1)的基因體,這將有助於了解病毒感染宿主的過程,更可發展出抗病毒藥物和工具來檢驗病患是否得病或篩檢血液品質,以減少傳染的機率,預防與治療雙管齊下已經有效降低疾病的傳播並延長患者的壽命。HIV複製技術的進步也加快了起源、演化等相關研究的步伐,據估計,病毒可能是自20世紀初期自西非的黑猩猩傳染至人類身上,但為何自70年代之後開始大流行,目前仍莫衷一是。
病毒與宿主細胞之間的感染機制研究也使科學家更加了解HIV是如何躲過免疫系統的偵測,目前的認知是由於HIV可破壞淋巴細胞的正常功能,突變速度驚人而且可將自身的基因體併入潛藏於宿主細胞基因體中,如此一來,即使接受長期抗病毒治療,也難以將病毒自人體內根除。不過這方面相關的研究已提供科學家更多的方法,以助未來發展疫苗和針對潛伏病毒進行攻擊的策略。
HIV目前已成為新型的傳染病原體,亙古亙今,科學和醫學史上從未有針對一新型疾病如火如荼地迅速展開一連串發現病原體並在這麼短的時間內提供治療之道的例子,如今抗反轉錄病毒的治療方針已有效延長病患壽命並將體內病毒壓制至正常人的標準。
然而不同於子宮頸癌疫苗的發展,愛滋病疫苗的發展之路仍舊遙遙無期。巴赫─桑努希獲獎後表示,她對愛滋病疫苗的研發感到悲觀,她說,「我們25年前發現愛滋病毒時,天真的以為很快就可以預防和治療。」然而截至目前為止,有關愛滋病疫苗的相關研究幾乎等同於一連串的失敗。美國政府愛滋病研究機構的主任安東尼‧福奇在此之前就說過,「每一次我們覺得我們在這個病毒難題中又有了一個突破,我們都無法把這種突破變成疫苗。25年來,這樣的挫折一再反覆出現。」別期望這種疫苗在十年之內會出現。世界衛生組織愛滋病部門主任凱文‧德科克甚至認為,愛滋病的問題再過25年也不可能解決。
儘管如此,這反而反應科學的原貌,在成功的曙光展露之前,沒有人會知道自己是否只差一步之遙。在科學領域沒有平坦大路可走,只有在崎嶇小徑上不畏艱難持續攀登的人,最終才有機會攻頂並取得諾貝爾獎的最高榮耀。
◆子宮頸癌病毒的發現與發展
楚爾郝森當年提出人類乳突病毒(human papilloma virus,HPV)會導致子宮頸癌,這種「病毒致癌」的觀點與當時的主流醫學教條背道而馳,他在腫瘤中發現HPV的DNA,並認為只要發現特定的方法就能檢測出病毒的DNA,他還發現並非所有HPV都會致癌,只有其中幾種會有這種現象。由於他的重大發現,使得科學家找出HPV感染的途徑,並進而研究出HPV致癌的病理機制和HPV疫苗的發展(如附圖)。
70年代期間,楚爾郝森提出HPV可能與子宮頸癌有關的觀點,當時他認為癌細胞若受致癌病毒感染,則在基因體中應可發現病毒的DNA插入其中,而HPV的基因則會促使細胞增殖,若能找出這類癌細胞中的病毒DNA,就可得知該細胞受到HPV的感染。楚爾郝森在當時努力近十年之久,不斷尋找不同種類的HPV,但這在當時並不容易,因為病毒只有部分DNA會併入宿主基因體中,也因此增加研究的困難度,後來他在子宮頸癌切片中發現新的HPV的DNA,因而在1983年確認出新的致癌病毒HPV16型。到1984年,他更從子宮頸癌病患身上找出HPV16和HPV18型病毒,迄今世界上有70%的子宮頸癌都可發現這兩型病毒。
至今HPV仍對全球帶來相當沉重的負擔,世界上有超過5%的癌症起源於HPV的慢性感染,HPV是最常見的性傳染病原體,約佔全球總人口的五成到八成之多。在已知超過100種的HPV病毒當中,約有40種會感染生殖道,當中又有15種會使婦女提高罹患子宮頸癌的風險,此外,HPV亦發現於外陰部或口腔等癌細胞中。在罹患子宮頸癌的婦女當中,有99.7%會在組織切片當中檢驗出HPV,每年受影響的婦女多達50萬人。
楚爾郝森證明了HPV可導致癌症的病理機制,並建立起受HPV感染並演變為癌症的風險評估。他為醫學界確認出HPV16和18型為主要嫌疑犯,幫助後來科學家發展出疫苗,疫苗的發展保護婦女免於來自HPV16和18型九成五以上的威脅,並減少病患接受手術的必要以及降低全球子宮頸癌的負擔。
◆愛滋病毒的發現與發展
巴赫─桑努希和蒙塔尼埃則是最先發現人類免疫缺乏病毒(human immunodeficiency virus,HIV)的科學家。HIV最初是在病患的淋巴細胞中發現,這類病患在患病初期具有腫大的淋巴結,在末期時甚至在血液中就可檢驗出病毒的存在,HIV也成了第一個被發現的人類慢病毒(human lentivirus)。HIV感染負責人體免疫功能的淋巴細胞,導致免疫細胞大量死傷,由於他們的發現,使得科學家得以進一步了解愛滋病的感染機制以及治療方針(如附圖)。

1981年,巴赫─桑努希與蒙塔尼埃自出現後天免疫缺乏初期症狀的病患身上的腫大淋巴結中分離出淋巴細胞來培養,他們檢測出有反轉錄酶的活性,這代表病患可能受到反轉錄病毒的感染,他們還發現反轉錄病毒自受感染的細胞出芽而生(budding),分離出的病毒可感染並殺死正常與受感染的細胞,並且會和病患體內的抗體相作用,他們將這種病毒命名為人類免疫缺乏病毒(human immunodeficiency virus,HIV)。有別於HPV這類會致癌的病毒,他們發現的病毒並不會導致細胞不正常增生,反會需要細胞作為宿主來進行複製和T細胞融合,這也部分解釋了為何HIV會破壞免疫系統,因為T細胞正是負責啟動免疫反應的關鍵細胞,T細胞受到控制,免疫系統將不攻自破。1984年,巴赫─桑努希與蒙塔尼埃還另外在性病患者、血友病患者、母子垂直感染患者、輸血感染患者身上分離出這種病毒,他們的努力成果在全球1%的人口受到HIV普遍感染的情況下顯得格外重要。
就在HIV被發現之後,許多科學家陸續對HIV造成後天免疫缺乏症候群(acquired human immunodeficiency syndrome,AIDS)的詳細致病機制貢獻心力。巴赫─桑努希與蒙塔尼埃的研究成果使科學家得以迅進複製第一型HIV(HIV-1)的基因體,這將有助於了解病毒感染宿主的過程,更可發展出抗病毒藥物和工具來檢驗病患是否得病或篩檢血液品質,以減少傳染的機率,預防與治療雙管齊下已經有效降低疾病的傳播並延長患者的壽命。HIV複製技術的進步也加快了起源、演化等相關研究的步伐,據估計,病毒可能是自20世紀初期自西非的黑猩猩傳染至人類身上,但為何自70年代之後開始大流行,目前仍莫衷一是。
病毒與宿主細胞之間的感染機制研究也使科學家更加了解HIV是如何躲過免疫系統的偵測,目前的認知是由於HIV可破壞淋巴細胞的正常功能,突變速度驚人而且可將自身的基因體併入潛藏於宿主細胞基因體中,如此一來,即使接受長期抗病毒治療,也難以將病毒自人體內根除。不過這方面相關的研究已提供科學家更多的方法,以助未來發展疫苗和針對潛伏病毒進行攻擊的策略。
HIV目前已成為新型的傳染病原體,亙古亙今,科學和醫學史上從未有針對一新型疾病如火如荼地迅速展開一連串發現病原體並在這麼短的時間內提供治療之道的例子,如今抗反轉錄病毒的治療方針已有效延長病患壽命並將體內病毒壓制至正常人的標準。
然而不同於子宮頸癌疫苗的發展,愛滋病疫苗的發展之路仍舊遙遙無期。巴赫─桑努希獲獎後表示,她對愛滋病疫苗的研發感到悲觀,她說,「我們25年前發現愛滋病毒時,天真的以為很快就可以預防和治療。」然而截至目前為止,有關愛滋病疫苗的相關研究幾乎等同於一連串的失敗。美國政府愛滋病研究機構的主任安東尼‧福奇在此之前就說過,「每一次我們覺得我們在這個病毒難題中又有了一個突破,我們都無法把這種突破變成疫苗。25年來,這樣的挫折一再反覆出現。」別期望這種疫苗在十年之內會出現。世界衛生組織愛滋病部門主任凱文‧德科克甚至認為,愛滋病的問題再過25年也不可能解決。
儘管如此,這反而反應科學的原貌,在成功的曙光展露之前,沒有人會知道自己是否只差一步之遙。在科學領域沒有平坦大路可走,只有在崎嶇小徑上不畏艱難持續攀登的人,最終才有機會攻頂並取得諾貝爾獎的最高榮耀。
- 11月 02 週日 200821:15
11/8 課程 綠螢光蛋白研究先驅 日華美裔科學家同摘諾貝爾化學獎
瑞典皇家科學院(The Royal Swedish Academy of Sciences)於昨日頒發2008年諾貝爾化學獎,今年由日籍科學家下村脩(Osamu Shimomura)、美籍華裔科學家錢永健(Roger Y. Tsien)、美籍教授查爾菲(Martin Chalfie)共同獲獎,以突顯他們對於綠螢光蛋白的發現與研究成果("for the discovery and development of the green fluorescent protein, GFP")。
◆發光蛋白──生物化學研究的領航之星
1962年,綠螢光蛋白(green fluorescent protein,GFP)首度在一種學名為Aequorea victoria的水母體內發現,從那之後,GFP就成為當代生物科學研究最重要的工具之一。藉由GFP,科學家得以直接觀察過去研究中無法觀察到的現象,比如神經細胞在腦部的發育過程以及癌細胞轉移的過程。
生物體存在上萬種蛋白質,這些蛋白質身肩維持體內重要生理現象的重責大任,若發生問題,就會引起疾病,因此找出體內這些蛋白質所扮演角色的重要性自然不言而喻。今年度化學獎頒發的目的,是為了表揚這三位科學家對於GFP的最初發現,以及隨後GFP成為重要研究工具的發展過程。透過DNA科技,科學家將GFP接連在其它重要的蛋白質上,而得以觀察這些蛋白質的移動、位置、彼此間的相互接觸情形。科學家甚至還可以利用GFP來確認細胞的各個狀態,包括阿茲海默症(Alzheimer's disease)病患腦中神經細胞的受損情形,或在胚胎發育時,胰臟中胰島素生產β細胞(insulin-producing beta cells)的形成過程,如今科學家已成功將鼠腦中不同的神經細胞分別以多色標定來進行觀察。
三位科學家的貢獻分別如下:下村脩(Osamu Shimomura)首度自Aequorea victoria水母體內分離出GFP,這種水母會隨北美西海岸洋流漂移並發出螢光,而GFP在紫外光的照射下則會散發出綠光。查爾菲(Martin Chalfie)發掘出GFP可作為生物現象研究中發光遺傳標籤功能的價值,在他最初的實驗中,他曾用GFP對身體透明的秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans,簡稱C. elegans)體內六種不同的細胞進行螢光標定。錢永健(Roger Y. Tsien)則首度解釋GFP的發光機制,他並開發出亮度更強、色彩更多樣化的GFP蛋白,這使得科學家得以同時觀察不同的生物現象。
◆錢永健小檔案
現年五十六歲的美籍華裔科學家錢永健出生於紐約,自哈佛畢業後進入劍橋大學攻讀生理學,於1977年取得博士學位,並於1995年當選美國醫學研究院院士,1998年當選美國國家科學院院士和美國藝術與科學院院士,目前為聖地牙哥加州大學的藥理學及生化教授。錢永健出生於「科學家之家」,父親是機械工程師,舅舅是麻省理工學院的工程學教授,他同時也是「中國導彈之父」錢學森的堂侄。他於獲知得獎後表示,「如果可能的話,癌症是我終極的挑戰。」
至錢永健為止,華人取得諾貝爾獎者共計八位,分別為1957年物理獎楊振寧、李政道;1976年物理獎丁肇中;1986年化學獎李遠哲;1997年物理獎朱棣文;1998年物理獎崔琦;2000年文學獎高行健;2008年化學獎錢永健。
◆發光蛋白──生物化學研究的領航之星
1962年,綠螢光蛋白(green fluorescent protein,GFP)首度在一種學名為Aequorea victoria的水母體內發現,從那之後,GFP就成為當代生物科學研究最重要的工具之一。藉由GFP,科學家得以直接觀察過去研究中無法觀察到的現象,比如神經細胞在腦部的發育過程以及癌細胞轉移的過程。
生物體存在上萬種蛋白質,這些蛋白質身肩維持體內重要生理現象的重責大任,若發生問題,就會引起疾病,因此找出體內這些蛋白質所扮演角色的重要性自然不言而喻。今年度化學獎頒發的目的,是為了表揚這三位科學家對於GFP的最初發現,以及隨後GFP成為重要研究工具的發展過程。透過DNA科技,科學家將GFP接連在其它重要的蛋白質上,而得以觀察這些蛋白質的移動、位置、彼此間的相互接觸情形。科學家甚至還可以利用GFP來確認細胞的各個狀態,包括阿茲海默症(Alzheimer's disease)病患腦中神經細胞的受損情形,或在胚胎發育時,胰臟中胰島素生產β細胞(insulin-producing beta cells)的形成過程,如今科學家已成功將鼠腦中不同的神經細胞分別以多色標定來進行觀察。
三位科學家的貢獻分別如下:下村脩(Osamu Shimomura)首度自Aequorea victoria水母體內分離出GFP,這種水母會隨北美西海岸洋流漂移並發出螢光,而GFP在紫外光的照射下則會散發出綠光。查爾菲(Martin Chalfie)發掘出GFP可作為生物現象研究中發光遺傳標籤功能的價值,在他最初的實驗中,他曾用GFP對身體透明的秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans,簡稱C. elegans)體內六種不同的細胞進行螢光標定。錢永健(Roger Y. Tsien)則首度解釋GFP的發光機制,他並開發出亮度更強、色彩更多樣化的GFP蛋白,這使得科學家得以同時觀察不同的生物現象。
◆錢永健小檔案
現年五十六歲的美籍華裔科學家錢永健出生於紐約,自哈佛畢業後進入劍橋大學攻讀生理學,於1977年取得博士學位,並於1995年當選美國醫學研究院院士,1998年當選美國國家科學院院士和美國藝術與科學院院士,目前為聖地牙哥加州大學的藥理學及生化教授。錢永健出生於「科學家之家」,父親是機械工程師,舅舅是麻省理工學院的工程學教授,他同時也是「中國導彈之父」錢學森的堂侄。他於獲知得獎後表示,「如果可能的話,癌症是我終極的挑戰。」
至錢永健為止,華人取得諾貝爾獎者共計八位,分別為1957年物理獎楊振寧、李政道;1976年物理獎丁肇中;1986年化學獎李遠哲;1997年物理獎朱棣文;1998年物理獎崔琦;2000年文學獎高行健;2008年化學獎錢永健。
- 11月 02 週日 200819:42
落地生根相關報告
http://www.whchang.net/sujudy/judy/science/28-1.htm
1. 落地生根葉汁在5%(V/V)濃度時就對多種革蘭陽性和陰性細菌具有廣譜殺菌作用,如金黃色葡萄球菌、釀膿鏈球菌、糞鏈球菌、大腸桿菌、變形桿菌、克雷白桿菌、志賀菌、沙門菌、粘質沙雷菌和綠膿桿菌等,包括臨床分離出的多種具有抗藥性的細菌。
1. 落地生根葉汁在5%(V/V)濃度時就對多種革蘭陽性和陰性細菌具有廣譜殺菌作用,如金黃色葡萄球菌、釀膿鏈球菌、糞鏈球菌、大腸桿菌、變形桿菌、克雷白桿菌、志賀菌、沙門菌、粘質沙雷菌和綠膿桿菌等,包括臨床分離出的多種具有抗藥性的細菌。
- 11月 02 週日 200811:50
校園植物與落地生根----相似度如何
- 11月 01 週六 200818:18
11/1 課程順序
1. 光碟--電解質與酸鹼鹽
2. 討論各組進行實驗之進度及提供意見----
3. 自由運用時間---下次要開始寫報告,一點一點累積不要臨時抱佛腳
4. 電解質實驗與鎂帶與酸產生氫氣觀察(平行光以各種角度進入凸透鏡產生焦點之分布情形)
2. 討論各組進行實驗之進度及提供意見----
3. 自由運用時間---下次要開始寫報告,一點一點累積不要臨時抱佛腳
4. 電解質實驗與鎂帶與酸產生氫氣觀察(平行光以各種角度進入凸透鏡產生焦點之分布情形)
- 10月 30 週四 200810:30
11/1課程 各組負責人報告
校園植物觀察持續追蹤 1. 俞亭在二三樓現放置某一土壤觀察小株生長情形 2 將二樓成株移植至三樓觀察不同環境生長情形
3. 小株放在清水中,已長出根,繼續觀察 4. 學校照明計陽光下無法測量,富安已請教陳老師會設法解決
5. 安中午在實驗室觀察生長點6. 實驗觀察環境土壤之顆粒排水性並記錄之7.小株在清水中生存觀察
焚風 1. 畫出校園植物受焚風侵襲地理位置圖 2.整理9/20---10/1 氣象局資料
3. 小株放在清水中,已長出根,繼續觀察 4. 學校照明計陽光下無法測量,富安已請教陳老師會設法解決
5. 安中午在實驗室觀察生長點6. 實驗觀察環境土壤之顆粒排水性並記錄之7.小株在清水中生存觀察
焚風 1. 畫出校園植物受焚風侵襲地理位置圖 2.整理9/20---10/1 氣象局資料
- 10月 27 週一 200808:26
10/27 回魚亭e-mail
有人告訴我土壤因素
所以現在可做如此觀察
同環境下不同土壤(先從週遭拿取)之生長情形
記得拍照
- 10月 24 週五 200820:47
10/25 課程順序
1. 瀏覽國中實驗
2. 實驗負責人上台報告進度及接受質詢
安永---冷劑 亦雯---焚風 富安--校園植物 鈞儒--傳生筒 晞鴻--無題
3. 安永的重點---冰塊與鹽晶大小控制
亦雯 ---- 佈建颱風來襲方位與當天氣象資料
富安-------------- 去生物實驗室找尋構造(另ㄧ助手觀察培養生長過程)
鈞儒------------對各角度距離依反射定律繪圖與水波設置拍攝及啦啦隊棒敲擊
晞鴻----- 化學實驗
2. 實驗負責人上台報告進度及接受質詢
安永---冷劑 亦雯---焚風 富安--校園植物 鈞儒--傳生筒 晞鴻--無題
3. 安永的重點---冰塊與鹽晶大小控制
亦雯 ---- 佈建颱風來襲方位與當天氣象資料
富安-------------- 去生物實驗室找尋構造(另ㄧ助手觀察培養生長過程)
鈞儒------------對各角度距離依反射定律繪圖與水波設置拍攝及啦啦隊棒敲擊
晞鴻----- 化學實驗
- 10月 21 週二 200813:13
10/25 課程--- 某校園植物之生長觀察追蹤規劃

校園植物 , 1. 每天記錄觀察不同環境下之生長變化 2. 問題追蹤 -------A葉緣缺刻尖尖為何--B同處可長出幾次小苗---c此處結構為何--D葉肉吃起來如何
E 查出其為何名
