人工DNA抗體! Biosensor DNA

生物晶片一個最核心個概念就是利用偵測結合來判斷某種生物分子的有無, 在偵測DNA基因上這樣的使用已經沒有問題, 只要有合適的序列就可以. 但是在偵測蛋白質上, 因為要跟蛋白質結合的抗體不容易大量多樣專一生產, 加上螢光標定問題, 所以還侷限在實驗室研究上. 以往有一類的研究是希望利用分子模板鑄造來製造人工抗體,而不是用傳統的免疫方式. 下面這影片是介紹利用DNA分子當骨幹, 把不同的氨基酸結合在DNA的鏈上, 這樣一來就可以賦予DNA更多的性質,可以跟蛋白質結合, 變成人工的抗體. 這技術的一個好處是可以利用目前合成DNA長鏈的技術直接產生抗體, 所以可以克服以往抗體不容易生產的問題, 而來DNA上很容易在加上螢光標定的互補鏈, 可以增加這種分子的功能性. 類似的解決方案不只一種,目前應該都是正要發展的時候, 這樣的技術會大大增加生物晶片以後的偵測能力.


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新一代生物材質人工角膜! Biosynthetic cornea

每年都有很多人因為不同的原因像是意外受傷或是疾病使角膜受損而失明. 一直以來人工的角膜一直是醫學工程材料重要的應用一之. 不過之前的人工角膜利用了不同的透明高分子來作為替代物, 雖然主要的光學性質可以達成, 可是也有不少可能的問題. 像是人工的角膜是外來的分子, 所以長久使用在身上有時候會有排斥或是不相容的問題. 另外被動的材料比起自身細胞組織另一個問題就是不能自動修復或是有感覺, 之前有介紹過角膜細胞的自我修復機制在人工的材料上就不可能. 所以常常會有使用年限的問題或是因為沒有神經刺激眼淚的滋潤而需要而外的照顧. 這影片介紹的是最近發展出來的生物材質角膜. 利用生物膠原分子做的. 在研究上發現這種材質可以跟人體整合的很好, 細胞跟神經都可以長進去裡面, 讓這種材料的角膜有跟原來角膜同樣的性質. 如果後續的實驗成功應該會幫助到很多人! 影片是手術跟替換的過程.


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食物與血管新生: 癌症與肥胖的發現! William Li: Can we eat to starve cancer?

身體組織的生長依賴血液的供應, 但是在某些情況下血管的增生對身體是有危害的, 特別是在腫瘤的生長上. 很多人的身體裡面都有很小的微腫瘤, 根據一些調查在某個年紀以後, 超過一半的人身上都會有. 但是這些小的不正常細胞增生塊對身體並沒有危害, 因為它們不能得到血液的供應. 發現了這點以後, 現在在癌症的治療上, 抗血管新生的藥物也越來越重要, 因為腫瘤的新生血管有一些特殊的性質, 所以針對性的治療是有可能的. 同樣的治療概念也被用在動物的腫瘤治療上. 這樣的治療在有反映的癌症種類上, 雖然可以增加大約快要一倍的存活時間, 卻沒有辦法製癒. 恩為人發顯腫瘤的時候總是太晚了.
這演講提出來的概念是, 有些食物其實跟藥物一樣有抗血管新生的功用, 像是葡萄,大豆,草莓,番茄等. 日常的生活就能攝取, 也有一些證據顯示這樣的飲食能減少大約一半的罹癌機率. 更多的研究跟調查或許在以後可以幫助人們選擇更健康的食物. 演講的最後演講者也提到, 其實血管新生對肥胖也一樣重要, 因為那些酯肪細胞也需要血管的養分. 在老鼠的研究上, 抗血管新生的藥同時也是可以控制體重的藥. 或許在人的身上, 類似的效果也可能存在. 如果這是真的, 那選擇健康的食物同時有抗癌跟減肥的效果.　等待更多的科學研究了!


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人工生命的發展過程! Craig Venter unveils "synthetic life"

在最小的生命研究上一直有兩種策略, 一種是利用簡單的細胞不停地把不必要的基因剔除, 直到找到最小可以支持自我複製生長的基因组. 另一種策略是全部的基因組都由人工來合成, 設計出可以自己複製生長的細胞. 兩種策略都各有優缺點, 剔除的方式要面對的是怎麼面對牽一髮動全身的基因組, 不同的剔除路徑可能中間有很多不能維持生命的中間基因組. 在全人工合成上, 首先要面對的就是怎麼有效正確的合成大分子的DNA, 接著是怎麼把合成出來的基因組放入當作容器的細胞並且激活. 這演講就是介紹以合成的路徑研究人員面對的多少技術困難最後可以順利合成百萬鹽基對的染色體, 然後順利放入細胞讓這些基因組真的開始工作. 裡面幾個關鍵的步驟是, 大量正確合成DNA, 分開的合成DNA怎麼被組裝成單一基因組, 同類細胞間的基因組要怎麼替換, 異類細胞間的基因組要怎麼替換. 還有就是面對處理甲基化跟限制酶對外來DNA的破壞. 這些工作花了參與的科學家15年的時間, 不過其依賴的技術基礎是整個分子生物的技術. 這樣的技術有危險性也有很多可能的應用方式, 像是在生物能源或是細胞疫苗工廠上, 希望這樣的技術會引導出很多能幫助人的科學進展.

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植入型智慧螢光粒子! Implantable blood sugar sensor

血糖的檢測是糖尿病患的例行工作. 但是目前的檢測方式都需要採血, 一方面是不舒服, 另一方面也只能有定點時間的數據, 如果能取得連續時間的數據, 對於排除跟血糖變化有關的危險因子會更有效用. 這影片介紹利用微流道的方式來製作會依照血糖高低不同而有不同螢光亮度的微膠體粒子. 粒子的製作方式是利用雙層流體的方式, 外圍的輸送流體為油相, 內層的水相溶液裡面包含高分子跟對葡萄糖敏感的染料. 利用內外管流動跟流體的不穩定性形成小液滴以後再加以交聯, 形成最後的粒子. 把這樣的小粒子放入體內靠近表面的血管內以後, 就可以用螢光的方式連續監測血糖的濃度. 目前的困難再穩定性跟使用時間. 其實類似的構想或許也可以用在監測其他身體的情況. 因為這種埋入粒子的方式一定比埋入裝置的大小來的小, 或許將來有實用的一天.


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