吃完以後離開餐廳，我跟弟弟說：媽媽可以跟你商量一件事嗎？
弟弟說：什麼事？
我說：我沒有禁止你們吃肉，雖然你們也很清楚我為何吃全素；但是可不可以答應我不要點牛肉？
弟弟問：為什麼？
我說：因為牛不管是打嗝還是放屁，都會產生很多甲烷；而且養牛很不環保，因為牛要很多草地！
弟弟問：我不吃牛肉，有什麼好處給我？
我：....這個地球會因為你不吃牛肉，多一個繼續存在的機會，這就是你的好處！
弟弟：好啦，我知道～
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| 擷取自：Blue Gold - World Water Wars |
2012年1月2日 星期一
2011.12.30
前天晚上跟弟弟去吃飯，弟弟點了牛肉燴飯。
吃完以後離開餐廳，我跟弟弟說：媽媽可以跟你商量一件事嗎？
弟弟說：什麼事？
我說：我沒有禁止你們吃肉，雖然你們也很清楚我為何吃全素；但是可不可以答應我不要點牛肉？
弟弟問：為什麼？
我說：因為牛不管是打嗝還是放屁，都會產生很多甲烷；而且養牛很不環保，因為牛要很多草地！
弟弟問：我不吃牛肉，有什麼好處給我？
我：....這個地球會因為你不吃牛肉，多一個繼續存在的機會，這就是你的好處！
弟弟：好啦，我知道～
當每條牛要用這麼多水，實在不應該再吃牛肉了！
吃完以後離開餐廳，我跟弟弟說：媽媽可以跟你商量一件事嗎？
弟弟說：什麼事？
我說：我沒有禁止你們吃肉，雖然你們也很清楚我為何吃全素；但是可不可以答應我不要點牛肉？
弟弟問：為什麼？
我說：因為牛不管是打嗝還是放屁，都會產生很多甲烷；而且養牛很不環保，因為牛要很多草地！
弟弟問：我不吃牛肉，有什麼好處給我？
我：....這個地球會因為你不吃牛肉，多一個繼續存在的機會，這就是你的好處！
弟弟：好啦，我知道～
2011年12月7日 星期三
公共空間的使用問題
一小段時間沒經過台北車站，從學生的口中知道它有了一些大翻修，這次因為要去台中認識新朋友們，在台北車站停留了大約1.5個小時。
整體來說是煥然一新，但是我卻留意到了一些小事情。
乾淨、整齊的一樓車站大廳，竟然找不到一把椅子。
B1（月台所在地）向來就不提供座椅，要進入月台後才會有椅子；原來在一樓車站大廳有不少椅子，但是隨著整個一樓也「微風化」以後，椅子也消失了。
基本上來說，現在在台北車站，如果沒有消費，除非買了車票進月台，否則是沒有座位的。
對一個路過台北車站的外地人來說，如果班次接的不剛好，除非消費（但是微風廣場的東西都不便宜），否則就只有在台北車站罰站了。
我在那裡停留了大約一小時又15分鐘，看到有一大家子因為沒地方坐，只好席地而坐（我也是）；我也看到一位身障人士拄著柺杖在那裡停留了大約五分鐘，然後默默的離開了。
等到二樓微風廣場開了，我去MUJI買了筆記本，結帳時我忍不住碎碎唸了兩句。在我後面消費的民眾，聽到我的「不平之鳴」，要我去跟「微風」反映。
我聽了有點啼笑皆非，我知道現在整個北車都被微風給包下來了，但是市政府應該還是主管單位，微風只是承租戶，難道市政府不能對北車裡面的設備有意見嗎？
在我等待微風開門營業的時候，有位工作人員跟我說，他們把椅子搬走是因為台北車站流浪漢很多，這應該在所有的大都市都是問題，但我也不曾看過因為這樣，所以就把所有的椅子撤走，逼得經過北車的旅客們非得消費不可？
由於我只是路過，聽說只要耐心的在這個台灣數一數二的大迷宮裡多繞繞，應該是可以找到座位的。但是對於轉車路過的旅客、以及身障人士，多繞繞並不是一個合理的選項。
而其實我更想問的是：公共空間的使用權是屬於誰？承租的商人嗎？還是路過的旅客？承租的商人想獲利，這原本無可厚非；但如果政府放任承租的商人把公共空間以方便吸金為目的的想法來設計，或是政府為了市容觀瞻，把公共空間設計成'user unfriendly'，究竟對於我們這些納稅義務人來說，是否可以要求政府改變空間設計呢？
整體來說是煥然一新，但是我卻留意到了一些小事情。
B1（月台所在地）向來就不提供座椅，要進入月台後才會有椅子；原來在一樓車站大廳有不少椅子，但是隨著整個一樓也「微風化」以後，椅子也消失了。
基本上來說，現在在台北車站，如果沒有消費，除非買了車票進月台，否則是沒有座位的。
對一個路過台北車站的外地人來說，如果班次接的不剛好，除非消費（但是微風廣場的東西都不便宜），否則就只有在台北車站罰站了。
我在那裡停留了大約一小時又15分鐘，看到有一大家子因為沒地方坐，只好席地而坐（我也是）；我也看到一位身障人士拄著柺杖在那裡停留了大約五分鐘，然後默默的離開了。
等到二樓微風廣場開了，我去MUJI買了筆記本，結帳時我忍不住碎碎唸了兩句。在我後面消費的民眾，聽到我的「不平之鳴」，要我去跟「微風」反映。
我聽了有點啼笑皆非，我知道現在整個北車都被微風給包下來了，但是市政府應該還是主管單位，微風只是承租戶，難道市政府不能對北車裡面的設備有意見嗎？
在我等待微風開門營業的時候，有位工作人員跟我說，他們把椅子搬走是因為台北車站流浪漢很多，這應該在所有的大都市都是問題，但我也不曾看過因為這樣，所以就把所有的椅子撤走，逼得經過北車的旅客們非得消費不可？
由於我只是路過，聽說只要耐心的在這個台灣數一數二的大迷宮裡多繞繞，應該是可以找到座位的。但是對於轉車路過的旅客、以及身障人士，多繞繞並不是一個合理的選項。
而其實我更想問的是：公共空間的使用權是屬於誰？承租的商人嗎？還是路過的旅客？承租的商人想獲利，這原本無可厚非；但如果政府放任承租的商人把公共空間以方便吸金為目的的想法來設計，或是政府為了市容觀瞻，把公共空間設計成'user unfriendly'，究竟對於我們這些納稅義務人來說，是否可以要求政府改變空間設計呢？
2011年10月2日 星期日
能量需求越多，粒線體(mitochondria)就越多？
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| 圖片來源：Lehninger Principle of Biochemistry, 5th ed. |
由上圖可以看到粒線體有雙層膜，由於電子傳遞鏈位於內膜上，而科學家們曾觀察到，在植物中，由於白天葉綠體(chloroplast)可以提供大量的ATP，因此每個植物細胞內的粒線體數目較動物細胞為少，而且內膜的縐折(cristae)也較少(1)。
除此之外，遺傳疾病賴博氏遺傳視覺神經症(Leber's hereditary optic neuropathy, LHON)，由於粒線體上面與電子傳遞鏈相關的基因缺損，造成病人的視網膜神經節細胞（retinal ganglion cells (RGCs) ）及其軸突(axon)退化，導致在15歲以後產生突發性失明。通常由一眼開始，接著數週後另一眼也跟著失明(2)。由於神經細胞需要消耗的能量高於其他組織的細胞，而視神經又需要更多的能量供應，所以粒線體功能不良帶來的症狀由視神經先開始也並不意外。
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| 圖片來源：Lehninger Principle of Biochemistry, 5th ed. |
LHON目前最常發現的突變是ND4, ND1以及ND6，都是影響到電子傳遞鏈的第一個電子接受者(complex I)，由於還保留了後面的部分，所以LHON的患者除了失明以外，好像都沒有什麼其他的大問題。有極少數的LHON患者發展出類似多發性硬化症(multiple sclerosis)的症狀，這些病患被稱為LHON+。
從這些部分可以看到由於粒線體負責供應能量，所以當他的功能不彰時，我們的健康就會受到影響，而在植物裡面，因為有其他的能量供應者（葉綠體），所以粒線體的功能就相對的不是那麼重要。當然植物還是需要粒線體，因為有些代謝反應是限制在粒線體內發生的（如檸檬酸循環、氨基酸的氧化以及脂肪的氧化等）。
最近有更多有趣的發現。大家都知道蝙蝠是利用回音來偵測周圍的障礙物，從而知道自己的位置，這種行為稱為echolocation；而蝙蝠除了會利用回音偵測自己的位置外，牠也會利用回音來偵測獵物的位置。最近科學家發現，當蝙蝠接近獵物時，他會發出高頻率的terminal buzz（另一篇文章中稱為feeding buzz）來確立獵物的位置，這個terminal buzz最高可達每秒190次(3)！
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| 圖片來源：BBC News |
這麼高頻率的叫聲是怎樣發出的呢？原來在蝙蝠的喉嚨裡，有特殊的肌肉可以做這樣高頻率的收縮；每收縮一次，就發出一個叫聲，在接近獵物時，收縮次數可以到接近200次！
能夠收縮這樣快的肌肉，一定有什麼過人之處吧？丹麥的研究團隊發現，這些肌肉裡面的粒線體濃度，比普通的細胞要多了30%。
而美國南卡羅萊納州Davis教授的團隊則發現，有持續運動兩個月的小鼠(mice)，不僅是肌肉細胞中的粒線體數目增加了，腦細胞裡面的粒線體數目也增加了(4)。
而美國南卡羅萊納州Davis教授的團隊則發現，有持續運動兩個月的小鼠(mice)，不僅是肌肉細胞中的粒線體數目增加了，腦細胞裡面的粒線體數目也增加了(4)。
所以，細胞需要越多的能量，裡面的粒線體應該會更多。不過，如果丹麥跟美國的團隊能看一下這些細胞裡的粒線體的縐折，不知是否比一般細胞裡的粒線體更多一些呢？
參考資料：
1. Buchanan B.B., Gruissem W., and Jones R.L. editors. Biochemistry and Molecular Biology of Plants. ASPB Publications.
2. Wikipedia. 2011/7/28. Leber's hereditary optic neuropathy.
3. BBC News: 2011/9/30. Science and Environment. First superfast muscles in mammals help bats catch prey.
4. Steiner, JL, EA Murphy, JL McClellan, MD Carmichael and JM Davis. 2011. Exercise Training Increases Mitochondrial Biogenesis in the Brain. PresS. J Appl Physiol.
2. Wikipedia. 2011/7/28. Leber's hereditary optic neuropathy.
3. BBC News: 2011/9/30. Science and Environment. First superfast muscles in mammals help bats catch prey.
4. Steiner, JL, EA Murphy, JL McClellan, MD Carmichael and JM Davis. 2011. Exercise Training Increases Mitochondrial Biogenesis in the Brain. PresS. J Appl Physiol.
2011年9月19日 星期一
給正在考慮要進入博士生涯的學子們
讀博士班是為什麼？筆者一直認為讀博士班只是一種生涯的選擇，並不是人人可讀，尤其是投入的人力（生醫領域至少五年）太高，所以從回國擔任教職，一直都默默地跟學生說，要考慮清楚再念博士班，而所謂的考慮清楚，筆者一直認為是「興趣」。如果不認同這個想法，認為讀博士班是為了成為人上人、社會的菁英、賺大錢，那麼請你趕快關掉你的視窗，不要再往下讀下去，因為下面的內容不是為你寫的。
為什麼筆者認為「興趣」大於一切呢？因為筆者花了五年唸完博士，又花了三年半做博士後研究，但是回國的時候，發現我的大學同學，沒有念研究所畢業後當完兵直接就業，在那個時間點，我的大學同學已經有車有房子，而筆者卻是兩袖清風的窮教授，第一個月甚至因為在國外沒有存款（生活水準高），回國需添置家具以及生活用品，還要向家裡伸手。當時就覺得，如果是為了錢，應該會有「百無一用是書生」的感覺吧！
但是隨著時間過去，發現很多令我憂心的現象：
(1)很多學生，及/或學生的家長，及/或中小學的老師，認為唸完博士一定可以有更好的工作或更高的薪水，甚至可以有更多的工作選擇，所以在不同的場合，鼓勵學生將來一定要念博士。
(2)由於近年來經濟不景氣，加上錯誤的高教政策，導致有些學生在學士或碩士畢業的時候，因為找不到自己心目中的工作（薪水或工作性質不符期望），於是決定再念個學位來逃避立即要面臨的就業問題。
(3)某些（比例無法估計）大學教師，為了自己的升等及/或計畫申請，明知道博士並非人人可讀、明知道目前就業的前景黯淡，但還是努力的向學生畫大餅、拼命鼓勵學生念博士班；當然其中也有部分的「高學歷崇拜者」，認為唸書=上進，所以要鼓勵學生上進一定要鼓勵學生唸書。
於是這些年來，越來越多學子加入這一行，雖然有些學生會來跟筆者交換意見，筆者也據實以告，但根據筆者觀察，如果筆者的據實以告可以被分類為「勸退」，那麼多年來勸退的效果不彰。甚至有勸退者認為筆者看不起他而翻臉的事情發生（苦笑）。
原本多年來默默勸退的筆者，因為最近有太多事情發生，包括100年度國科會計畫通過率創新低（主因）、教育部以粉飾太平的手法製造出今年大學錄取分數升高的假象，使許多大學教師第一次走出自己的象牙塔，開始在網路上交換意見，這是多年來默默在花蓮耕耘的筆者很高興看到的，但是畢竟在Facebook社團還是只有少數人看到，筆者很願意在這裡把自己的意見完整的分享出來，也提供一些同行的意見給大家做參考。
(1)念完博士是否能有更好的工作或更高的薪水？最近清大彭教授寫了一篇文章「給進退兩難的博士生」，裡面有非常多的對於這方面的事實陳述，請同學自己去參考。現在因為少子化加上教育部要求國立大學自籌財源，公立學校紛紛增班或增加新的系所，如果花點時間去留意，可以注意到許多大專院校（包括所謂的「中後段班」以及學校位置偏遠的大專院校）其實是招不滿學生的，在這樣的狀況下，各大專院校大多緊縮員額，不敢輕言增聘。而目前國內每年「量產」3700名博士，早已供過於求，如果認為唸完博士能有更好的工作或更高的薪水，學界可說是幾乎絕無可能，業界對博士的需求也極低（原因在清大彭教授的文章中有非常透徹的分析），所以如果是為了追求更好的工作或更高的薪水，趕快拿桶冰水往自己頭上澆（冰水裡面還要有冰塊，這樣比較冰，效果會更好），然後轉身走出大學校門找工作去。
(2)如果是因為薪水或工作性質不合期望，所以先回學校念個學位來延遲就業，這就不是一桶冰水可以解決的，可能需要個大鐵鎚來把您鎚醒！現在的年輕人有些有眼高手低的問題，希望大學一畢業月薪就可以有三萬五千以上，或是不願意做routine的事情，覺得常規的工作很乏味、「不是我的工作」。筆者最喜歡的一句話是杜書伍先生說的，『沒有做過的工作，你怎麼知道你不喜歡？』至於說大學/碩士畢業到底應該領多少薪水，平均薪資其實是由市場機制決定的，畢竟剛畢業的學生誰也不知道好壞，除非你在求學時期已經累積了相當的資歷，否則很難說服你的雇主要給你比別人高的薪水。初出茅廬難免會吃點虧，但是要把它想成是「先蹲後跳」，如果連蹲下都不願意蹲，怎麼可能有機會跳呢？台語俗諺說「有心做牛，不怕沒有犁可拖」，自己到底是牛還是千里馬，不是自己嘴巴說了算，而是要真的去工作、在職場找機會展現自己的實力的！延遲就業只是把今天的問題留到以後再處理，如果回去唸書努力充實自己的實力、累積有用的經歷也就罷了，如果只是因為現在這些工作都不喜歡，而念博士班有獎助學金可以拿所以回去唸書，千萬不要！
(3)如果遇到老師鼓勵你念博士（這是筆者在校園裡最常遇到的事情），這時要想到，老師可能是一番好意，例如老師自己本身是「高學歷崇拜者」，對他來說「讀書=上進」，所以鼓勵學生最好的方法就是鼓勵他去念博士；當然老師也可能不懷好意，畢竟在現在的環境下，有些老師的確是只有也只能考慮到自己的生存問題，於是在只考慮研究的升等制度下，為了自己的研究計畫以及自己的升等，的確有一部份的老師會選擇性的忽略「學生素質」以及「就業前景」，努力的鼓勵學生去念博士。這部分筆者打算來寫一篇文章「如何讓自己不只是一雙手」，幫助同學瞭解如何找到良師，而不是「量師」（只會衝論文數量跟研究計畫量的老師）。當然也有些老師認為自己沒有義務要幫助學生看清自己不適合做研究、或是動機有問題，畢竟有些學生並不願意被點醒（這些學生很多也是「高學歷崇拜者」），這部分就很難去討論了。
如果你自問興趣不是很強，而只是因為上面這幾個理由正要進入博士班，請你一定要看彭教授的文章，絕對比冰水或是大鐵鎚要強一百倍以上。
為什麼筆者認為「興趣」大於一切呢？因為筆者花了五年唸完博士，又花了三年半做博士後研究，但是回國的時候，發現我的大學同學，沒有念研究所畢業後當完兵直接就業，在那個時間點，我的大學同學已經有車有房子，而筆者卻是兩袖清風的窮教授，第一個月甚至因為在國外沒有存款（生活水準高），回國需添置家具以及生活用品，還要向家裡伸手。當時就覺得，如果是為了錢，應該會有「百無一用是書生」的感覺吧！
但是隨著時間過去，發現很多令我憂心的現象：
(1)很多學生，及/或學生的家長，及/或中小學的老師，認為唸完博士一定可以有更好的工作或更高的薪水，甚至可以有更多的工作選擇，所以在不同的場合，鼓勵學生將來一定要念博士。
(2)由於近年來經濟不景氣，加上錯誤的高教政策，導致有些學生在學士或碩士畢業的時候，因為找不到自己心目中的工作（薪水或工作性質不符期望），於是決定再念個學位來逃避立即要面臨的就業問題。
(3)某些（比例無法估計）大學教師，為了自己的升等及/或計畫申請，明知道博士並非人人可讀、明知道目前就業的前景黯淡，但還是努力的向學生畫大餅、拼命鼓勵學生念博士班；當然其中也有部分的「高學歷崇拜者」，認為唸書=上進，所以要鼓勵學生上進一定要鼓勵學生唸書。
於是這些年來，越來越多學子加入這一行，雖然有些學生會來跟筆者交換意見，筆者也據實以告，但根據筆者觀察，如果筆者的據實以告可以被分類為「勸退」，那麼多年來勸退的效果不彰。甚至有勸退者認為筆者看不起他而翻臉的事情發生（苦笑）。
原本多年來默默勸退的筆者，因為最近有太多事情發生，包括100年度國科會計畫通過率創新低（主因）、教育部以粉飾太平的手法製造出今年大學錄取分數升高的假象，使許多大學教師第一次走出自己的象牙塔，開始在網路上交換意見，這是多年來默默在花蓮耕耘的筆者很高興看到的，但是畢竟在Facebook社團還是只有少數人看到，筆者很願意在這裡把自己的意見完整的分享出來，也提供一些同行的意見給大家做參考。
(1)念完博士是否能有更好的工作或更高的薪水？最近清大彭教授寫了一篇文章「給進退兩難的博士生」，裡面有非常多的對於這方面的事實陳述，請同學自己去參考。現在因為少子化加上教育部要求國立大學自籌財源，公立學校紛紛增班或增加新的系所，如果花點時間去留意，可以注意到許多大專院校（包括所謂的「中後段班」以及學校位置偏遠的大專院校）其實是招不滿學生的，在這樣的狀況下，各大專院校大多緊縮員額，不敢輕言增聘。而目前國內每年「量產」3700名博士，早已供過於求，如果認為唸完博士能有更好的工作或更高的薪水，學界可說是幾乎絕無可能，業界對博士的需求也極低（原因在清大彭教授的文章中有非常透徹的分析），所以如果是為了追求更好的工作或更高的薪水，趕快拿桶冰水往自己頭上澆（冰水裡面還要有冰塊，這樣比較冰，效果會更好），然後轉身走出大學校門找工作去。
(2)如果是因為薪水或工作性質不合期望，所以先回學校念個學位來延遲就業，這就不是一桶冰水可以解決的，可能需要個大鐵鎚來把您鎚醒！現在的年輕人有些有眼高手低的問題，希望大學一畢業月薪就可以有三萬五千以上，或是不願意做routine的事情，覺得常規的工作很乏味、「不是我的工作」。筆者最喜歡的一句話是杜書伍先生說的，『沒有做過的工作，你怎麼知道你不喜歡？』至於說大學/碩士畢業到底應該領多少薪水，平均薪資其實是由市場機制決定的，畢竟剛畢業的學生誰也不知道好壞，除非你在求學時期已經累積了相當的資歷，否則很難說服你的雇主要給你比別人高的薪水。初出茅廬難免會吃點虧，但是要把它想成是「先蹲後跳」，如果連蹲下都不願意蹲，怎麼可能有機會跳呢？台語俗諺說「有心做牛，不怕沒有犁可拖」，自己到底是牛還是千里馬，不是自己嘴巴說了算，而是要真的去工作、在職場找機會展現自己的實力的！延遲就業只是把今天的問題留到以後再處理，如果回去唸書努力充實自己的實力、累積有用的經歷也就罷了，如果只是因為現在這些工作都不喜歡，而念博士班有獎助學金可以拿所以回去唸書，千萬不要！
(3)如果遇到老師鼓勵你念博士（這是筆者在校園裡最常遇到的事情），這時要想到，老師可能是一番好意，例如老師自己本身是「高學歷崇拜者」，對他來說「讀書=上進」，所以鼓勵學生最好的方法就是鼓勵他去念博士；當然老師也可能不懷好意，畢竟在現在的環境下，有些老師的確是只有也只能考慮到自己的生存問題，於是在只考慮研究的升等制度下，為了自己的研究計畫以及自己的升等，的確有一部份的老師會選擇性的忽略「學生素質」以及「就業前景」，努力的鼓勵學生去念博士。這部分筆者打算來寫一篇文章「如何讓自己不只是一雙手」，幫助同學瞭解如何找到良師，而不是「量師」（只會衝論文數量跟研究計畫量的老師）。當然也有些老師認為自己沒有義務要幫助學生看清自己不適合做研究、或是動機有問題，畢竟有些學生並不願意被點醒（這些學生很多也是「高學歷崇拜者」），這部分就很難去討論了。
如果你自問興趣不是很強，而只是因為上面這幾個理由正要進入博士班，請你一定要看彭教授的文章，絕對比冰水或是大鐵鎚要強一百倍以上。
2011年9月10日 星期六
電子傳遞鏈的變奏曲，與減肥、白脂肪與褐脂肪(brown fat)
生物化學裡面講到電子傳遞鏈(electron transport chain, oxidative phosphorylation)時，總是會講到一個有趣的蛋白質：thermogenin。
大家都知道電子傳遞鏈主要的功能是產生ATP，所以來自體內氧化代謝，並暫時由輔酶NAD+, FAD, FMN等代為攜帶的電子，送入電子傳遞鏈後產生的氫離子(H+, proton)濃度梯度(proton gradient)，當然要通過同樣位在粒線體上的ATP合成酶(ATP synthase)產生ATP。
由於能量的轉換不是100%，所以質子通過ATP合成酶時，部分的能量會轉換為熱能；這些熱能成為體溫的來源之一。但由於體內絕大部分氧化代謝所產生的能量都要在這裡轉換為身體可以應用的能量（ATP），所以我們的身體也會應用電子傳遞鏈來做其他需要能量或與產熱相關的事。
thermogenin就是一個非常好的例子。它一樣位於粒線體的內膜上，氫離子也可以通過它回到matrix（通常翻譯為基質）。但與ATP合成酶不同的是，氫離子經過thermogenin時不會產生ATP，而是將用來產生ATP的能量也全部貢獻給了產熱（所以這個蛋白質叫做thermogenin，thermo-就是熱的意思）。
要產生這麼多熱能作什麼呢？thermogenin幾乎都出現在初生哺乳動物的brown fat（褐脂肪）中；在下面這張圖裡，可以看到人類的小寶寶brown fat的分佈，在前胸的中央以及後背的中央還有腎臟處。
雖然哺乳類的特徵是「通體被毛」，但是初生嬰兒為了要能夠順利通過產道，所以都是沒有毛的、光溜溜的生出來（所以才會說「赤條條的來，赤條條的去」；不然就要改成說「毛茸茸的來，毛茸茸的去」了），要等好一段時間後才會開始長毛。在體毛還沒有發育完全之前，為了防止失溫，都會有brown fat 來產生更多熱能，維持體溫。
也就是因為這樣，所以小寶寶的體溫都比成人要高一點點，如果有抱過小寶寶的同學應該會發現，小寶寶都熱呼呼的。老人家說：「囝仔屁股三斗火」也是因為這樣。
小寶寶會熱呼呼的，就是因為brown fat裡面的thermogenin的緣故，而這些brown fat雖然是脂肪組織，但是裡面有非常多的粒線體，每個粒線體裡面也都有很多的thermogenin；由於有很多的粒線體，電子傳遞鏈裡面又有很多含鐵的蛋白質，使得這種脂肪組織呈現淺棕色。
由於brown fat是會把自己的脂肪給燃燒掉的，有人就想到如果可以把我們身上的白脂肪組織(white fat)轉變為brown fat，那不就可以減肥了嗎？
如果能這樣當然好，不過過去的研究只發現，要讓自己處在慢性寒冷中才能把白脂肪轉化為brown fat（筆者：所以要把辦公室跟實驗室的冷氣都開超冷嗎？）。不過，最近的研究發現，讓自己處在活化環境（原文是enriched environment，指的是有很多刺激的環境，有人翻做豐富環境，不過筆者自己比較喜歡活化環境這個翻譯）下，可以將白脂肪轉化為brown fat，從而達到減肥的目的。
環境的活化（也就是提供更多的刺激）有助於白脂肪轉化為褐脂肪，而這個轉化有利於消耗多餘的能量，使得個體免於肥胖。大家都知道肥胖的風險，包括中風、高血壓、心血管疾病，所以老祖宗說的「生於憂患，死於安樂」再次得到證明啊！
參考資料：
1. PanSci泛科學實驗空間.2011/09. 科學家發現使白脂肪變褐脂肪的開關
2. David L. Nelson and Michael M. Cox. Lehningher Principle of Biochemistry. 5th. ed.
大家都知道電子傳遞鏈主要的功能是產生ATP，所以來自體內氧化代謝，並暫時由輔酶NAD+, FAD, FMN等代為攜帶的電子，送入電子傳遞鏈後產生的氫離子(H+, proton)濃度梯度(proton gradient)，當然要通過同樣位在粒線體上的ATP合成酶(ATP synthase)產生ATP。
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| 圖片來源：Lehninger Principle of Biochemistry, 5th ed. |
由於能量的轉換不是100%，所以質子通過ATP合成酶時，部分的能量會轉換為熱能；這些熱能成為體溫的來源之一。但由於體內絕大部分氧化代謝所產生的能量都要在這裡轉換為身體可以應用的能量（ATP），所以我們的身體也會應用電子傳遞鏈來做其他需要能量或與產熱相關的事。
thermogenin就是一個非常好的例子。它一樣位於粒線體的內膜上，氫離子也可以通過它回到matrix（通常翻譯為基質）。但與ATP合成酶不同的是，氫離子經過thermogenin時不會產生ATP，而是將用來產生ATP的能量也全部貢獻給了產熱（所以這個蛋白質叫做thermogenin，thermo-就是熱的意思）。
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| 圖片來源：Lehninger Principle of Biochemistry, 5th ed. |
要產生這麼多熱能作什麼呢？thermogenin幾乎都出現在初生哺乳動物的brown fat（褐脂肪）中；在下面這張圖裡，可以看到人類的小寶寶brown fat的分佈，在前胸的中央以及後背的中央還有腎臟處。
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| 圖片來源：Lehninger Principle of Biochemistry |
也就是因為這樣，所以小寶寶的體溫都比成人要高一點點，如果有抱過小寶寶的同學應該會發現，小寶寶都熱呼呼的。老人家說：「囝仔屁股三斗火」也是因為這樣。
小寶寶會熱呼呼的，就是因為brown fat裡面的thermogenin的緣故，而這些brown fat雖然是脂肪組織，但是裡面有非常多的粒線體，每個粒線體裡面也都有很多的thermogenin；由於有很多的粒線體，電子傳遞鏈裡面又有很多含鐵的蛋白質，使得這種脂肪組織呈現淺棕色。
由於brown fat是會把自己的脂肪給燃燒掉的，有人就想到如果可以把我們身上的白脂肪組織(white fat)轉變為brown fat，那不就可以減肥了嗎？
如果能這樣當然好，不過過去的研究只發現，要讓自己處在慢性寒冷中才能把白脂肪轉化為brown fat（筆者：所以要把辦公室跟實驗室的冷氣都開超冷嗎？）。不過，最近的研究發現，讓自己處在活化環境（原文是enriched environment，指的是有很多刺激的環境，有人翻做豐富環境，不過筆者自己比較喜歡活化環境這個翻譯）下，可以將白脂肪轉化為brown fat，從而達到減肥的目的。
環境的活化（也就是提供更多的刺激）有助於白脂肪轉化為褐脂肪，而這個轉化有利於消耗多餘的能量，使得個體免於肥胖。大家都知道肥胖的風險，包括中風、高血壓、心血管疾病，所以老祖宗說的「生於憂患，死於安樂」再次得到證明啊！
參考資料：
1. PanSci泛科學實驗空間.2011/09. 科學家發現使白脂肪變褐脂肪的開關
2. David L. Nelson and Michael M. Cox. Lehningher Principle of Biochemistry. 5th. ed.
2011年8月23日 星期二
催芽劑、氯乙醇(Ethylene chlorohydrin)與檸檬酸循環(citric acid cycle)
今年可以被定義為台灣的食品安全元年，從DEHP到南投四人食物中毒、到後來的幾個事件，無不引起大家對食品安全的注意。
不過，最後發現除了DEHP以外，後來一連發生的幾件事都與食物中毒/食品安全無關，反而與藥物的相關性比較高。
最近才偵破的南投四死案，從原以為的肉毒桿菌中毒，到最後案情急轉直下，原來是氯乙醇中毒，而且是毒殺。兇嫌因為怨恨昔日女友另嫁他人，竟然將非法催芽劑氯乙醇加入米酒中餽贈昔日女友夫婦，導致四人死亡（新聞連結, 1）。
從當初死者的家屬就懷疑是催芽劑時（那時候是七月），筆者就做了一點搜尋。印象中可以促進植物長芽的東西都是植物賀爾蒙，不應該有劇毒。
從一篇新聞上知道這個催芽劑叫做「氯乙醇」，用中文名字去搜尋發現國內的資料其實很少，只有柳居豐醫師(2)的網站上提到他曾經治療過十幾位中毒病患，死亡率極高（超過40%）(3)。
不過也從重億興業的網站(4)上找到氯乙醇的全名：Ethylene chlorohydrin，由chlorohydrin與ethylene混合於水形成，一般來說是作為有機溶劑使用（註1）。但是在農業上，由於氯乙醇可以強迫葡萄同步發芽，甚至連冬季非萌芽期也可以強迫催芽，讓葡萄一年可以收穫兩次（這實在是令人非常心酸的一件事），所以廣受民眾歡迎。雖然也有替代的用品(5)如「氫胺」或「氫氨基化鈣」，但是因為價格略高且催芽效果不如氯乙醇好，所以農民仍然不顧危險繼續使用氯乙醇。
氯乙醇的毒性是怎麼來的呢？原來它的毒性是來自於代謝物chloracetaldehyde。Chloracetaldehyde抑制succinate-cytochrome C oxidoreductase (6)，並干擾磷酸根的傳遞；由於succinate-cytochrome C oxidoreductase 為電子傳遞鏈(electron transport chain/oxidative phosphorylation)的第二個複合體(complex II)，也是檸檬酸循環(citric acid cycle, tricarboxylic acid cycle)的第六個酵素(7)，可想而知chloracetaldehyde的毒性有多強，也就難怪氯乙醇中毒死亡率如此高了。
對於不瞭解檸檬酸循環以及電子傳遞鏈對我們有多重要的讀者，可以簡單看一下下面這個代謝總圖：
中央下方的那個藍色的圈圈就是檸檬酸循環，左下角的紫色小結構，寫著 "Energy Metabolism"就是電子傳遞鏈。我們所有吃進去的食物，最後都會送到檸檬酸循環去進行氧化，而所有吃進去的食物氧化後，如果要放出能量，都要送到電子傳遞鏈去，否則就不能變成能量（ATP，腺口票呤核苷三磷酸）。食物的能量，我們是不能直接使用的，要經過許多複雜的步驟進行氧化代謝（如上圖）轉化為ATP後，才能使用；而檸檬酸循環跟電子傳遞鏈則是這整個氧化代謝的樞紐。
所以，一旦succinate-cytochrome C oxidoreductase被抑制，檸檬酸循環跟電子傳遞鏈都受到影響，病人就會出現全身性的症狀，包括噁心、嘔吐、心跳加快、血壓下降、抽筋、昏睡、呼吸衰竭等(3)，由於氯乙醇的代謝物不易驗出，造成這整個案件，光是要釐清中毒的毒物為何就已經相當困難。
目前據說沒有專用的解毒劑(3)，但筆者在國外網站(8)上查到可以用甲基藍(methylene blue)Evans Blue 或 Gentian Violet，或許可以參考一下。
註1：文章於泛科學新聞網(http://www.facebook.com/PanSci)刊出後，接獲讀者反映氯乙醇應是2-chloroethanol 由ethylene在水中氯化製備, 或是在水跟與次氯酸反應, 但是沒有直接叫 chlorohydrin的。由於這一段文章是直接取自柳居豐醫師網站，加上筆者的化學程度不夠好，當時也
參考資料：
1. 南投4死逆轉 轉向情殺下毒. 2011. 中央社. (http://news.chinatimes.com/society/130503/132011082200716.html)
2. 氯乙醇(Ethylene chlorohydrin)-葡萄催芽劑的急性中毒. 柳居豐醫師.(http://www.pcc.vghtpe.gov.tw/old/docms/50105.htm)
3. 葡萄催芽劑 無專用解毒劑. 2011/8/22. 中央社. (http://tw.news.yahoo.com/article/url/d/a/110822/5/2xbqd.html)
4. 氯乙醇(Ethylene chlorohydrin)-葡萄催芽劑的急性中毒.2008/2/28.重億興業股份有限公司網站(轉載柳居豐醫師資料http://cy-nec.idv.tw/zh-TW/node/204)
5. 農婦觸劇毒催芽劑枉死 農改場推動無毒藥劑. 2008/2/18. 環境資訊中心(http://e-info.org.tw/node/30496)
6. M Mohrmann, A Pauli, H Walkenhorst, B Schönfeld, M Brandis Effect of ifosfamide metabolites on sodium-dependent phosphate transport in a model of pro. Ren Physiol Biochem (0) 16: 285-98.( http://www.mitochondrial.net/showabstract.php?pmid=7506438)
7. Curehunter.com. 2011. Succinate-cytochrome C oxidoreductase (http://www.curehunter.com/public/keywordSummaryD013384-Succinate-Cytochrome-c-Oxidoreductase.do)
8. Chacha.com. 2011. What is an alternative treatment for chloracetaldehyde toxicity other than methylene blue?(http://www.chacha.com/question/what-is-an-alternative-treatment-for-chloracetaldehyde-toxicity-other-than-methylene-blue)
不過，最後發現除了DEHP以外，後來一連發生的幾件事都與食物中毒/食品安全無關，反而與藥物的相關性比較高。
最近才偵破的南投四死案，從原以為的肉毒桿菌中毒，到最後案情急轉直下，原來是氯乙醇中毒，而且是毒殺。兇嫌因為怨恨昔日女友另嫁他人，竟然將非法催芽劑氯乙醇加入米酒中餽贈昔日女友夫婦，導致四人死亡（新聞連結, 1）。
從當初死者的家屬就懷疑是催芽劑時（那時候是七月），筆者就做了一點搜尋。印象中可以促進植物長芽的東西都是植物賀爾蒙，不應該有劇毒。
從一篇新聞上知道這個催芽劑叫做「氯乙醇」，用中文名字去搜尋發現國內的資料其實很少，只有柳居豐醫師(2)的網站上提到他曾經治療過十幾位中毒病患，死亡率極高（超過40%）(3)。
不過也從重億興業的網站(4)上找到氯乙醇的全名：Ethylene chlorohydrin，由chlorohydrin與ethylene混合於水形成，一般來說是作為有機溶劑使用（註1）。但是在農業上，由於氯乙醇可以強迫葡萄同步發芽，甚至連冬季非萌芽期也可以強迫催芽，讓葡萄一年可以收穫兩次（這實在是令人非常心酸的一件事），所以廣受民眾歡迎。雖然也有替代的用品(5)如「氫胺」或「氫氨基化鈣」，但是因為價格略高且催芽效果不如氯乙醇好，所以農民仍然不顧危險繼續使用氯乙醇。
氯乙醇的毒性是怎麼來的呢？原來它的毒性是來自於代謝物chloracetaldehyde。Chloracetaldehyde抑制succinate-cytochrome C oxidoreductase (6)，並干擾磷酸根的傳遞；由於succinate-cytochrome C oxidoreductase 為電子傳遞鏈(electron transport chain/oxidative phosphorylation)的第二個複合體(complex II)，也是檸檬酸循環(citric acid cycle, tricarboxylic acid cycle)的第六個酵素(7)，可想而知chloracetaldehyde的毒性有多強，也就難怪氯乙醇中毒死亡率如此高了。
對於不瞭解檸檬酸循環以及電子傳遞鏈對我們有多重要的讀者，可以簡單看一下下面這個代謝總圖：
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| 圖片來源：Lehninger Principles of Biochemistry |
所以，一旦succinate-cytochrome C oxidoreductase被抑制，檸檬酸循環跟電子傳遞鏈都受到影響，病人就會出現全身性的症狀，包括噁心、嘔吐、心跳加快、血壓下降、抽筋、昏睡、呼吸衰竭等(3)，由於氯乙醇的代謝物不易驗出，造成這整個案件，光是要釐清中毒的毒物為何就已經相當困難。
目前據說沒有專用的解毒劑(3)，但筆者在國外網站(8)上查到可以用甲基藍(methylene blue)Evans Blue 或 Gentian Violet，或許可以參考一下。
註1：文章於泛科學新聞網(http://www.facebook.com/PanSci)刊出後，接獲讀者反映氯乙醇應是2-chloroethanol 由ethylene在水中氯化製備, 或是在水跟與次氯酸反應, 但是沒有直接叫 chlorohydrin的。由於這一段文章是直接取自柳居豐醫師網站，加上筆者的化學程度不夠好，當時也
參考資料：
1. 南投4死逆轉 轉向情殺下毒. 2011. 中央社. (http://news.chinatimes.com/society/130503/132011082200716.html)
2. 氯乙醇(Ethylene chlorohydrin)-葡萄催芽劑的急性中毒. 柳居豐醫師.(http://www.pcc.vghtpe.gov.tw/old/docms/50105.htm)
3. 葡萄催芽劑 無專用解毒劑. 2011/8/22. 中央社. (http://tw.news.yahoo.com/article/url/d/a/110822/5/2xbqd.html)
4. 氯乙醇(Ethylene chlorohydrin)-葡萄催芽劑的急性中毒.2008/2/28.重億興業股份有限公司網站(轉載柳居豐醫師資料http://cy-nec.idv.tw/zh-TW/node/204)
5. 農婦觸劇毒催芽劑枉死 農改場推動無毒藥劑. 2008/2/18. 環境資訊中心(http://e-info.org.tw/node/30496)
6. M Mohrmann, A Pauli, H Walkenhorst, B Schönfeld, M Brandis Effect of ifosfamide metabolites on sodium-dependent phosphate transport in a model of pro. Ren Physiol Biochem (0) 16: 285-98.( http://www.mitochondrial.net/showabstract.php?pmid=7506438)
7. Curehunter.com. 2011. Succinate-cytochrome C oxidoreductase (http://www.curehunter.com/public/keywordSummaryD013384-Succinate-Cytochrome-c-Oxidoreductase.do)
8. Chacha.com. 2011. What is an alternative treatment for chloracetaldehyde toxicity other than methylene blue?(http://www.chacha.com/question/what-is-an-alternative-treatment-for-chloracetaldehyde-toxicity-other-than-methylene-blue)
2011年8月22日 星期一
從Sialyl Lewis X 想到 Sialic acid
上生化課講到醣類基本結構時，同學光看著一堆帶有OH基的醛(aldehyde)或酮(ketone)就已經頭昏腦脹，常常都抱怨說很像有機化學，但我也一直強調醣類在最近的研究上的重要性日增，從以為只是單純的能量、儲藏功能，現在已經知道對於細胞之間的辨識上非常重要。
在講到醣類對細胞之間辨識的角色時，總是會提到的分子就是sialic acid (N-acetylneuraminic acid, Neu5Ac, NANA)。
在Lehninger Principle of Biochemistry 5th ed.中的第258頁舉例，ceruloplasmin這個含銅的血清醣蛋白，上面有好幾個oligosaccharide鏈的末端都是sialic acid（構造見上圖）；當這個sialic acid被移除時，ceruloplasmin也會很快的被肝細胞上面的asialoglycoprotein辨識後從血液中移除。
通常在上課的時候，筆者都會舉上面的這個例子來講；最近有一個有趣的新發現也跟sialic acid 有關，倒是十分有趣，在這裡整理一下。
Sialic acid也是有名的Sialyl Lewis X的一部份，這個oligosaccharide的結構如下：
它總共由四個單糖構成，NeuAcα2-3Galβ1-4(Fucα1-3)GlcNAc（構造見上圖），最左邊那個糖就是sialic acid。
Sialyl Lewis X過去已經知道對細胞間的辨識非常重要，缺乏這個oligosaccharide可以導致免疫缺失(leukocyte adhesion deficiency type 2，病徵包括不斷發生的細菌感染，以及無膿性的蜂窩組織炎；筆者認為應該是影響到白血球的附著，畢竟白血球附著(leukocyte adhesion)對於感染的清除是非常重要的<參考Lehninger p.259>)，最近發現這個oligosaccharide與受精時精卵間的辨識非常相關。
以密蘇里大學為首的跨國研究團隊（包括了中研院的邱繼輝教授）發現，人類的卵子上也有非常多的Sialyl Lewis X；由於這個oligosaccharide過去只知道和免疫有關，於是他們合成了一些Sialyl Lewis X並將之加入到含有人類精子與卵子的液體中，發現額外加入的Sialyl Lewis X可以干擾精卵的結合。
從這裡可以看出，醣類不只是我們最基本的能量所需，也不只是提供我們的衣著、家具、燃料，從「人之初」醣類就扮演著重要的角色啊！
參考資料：
1. Nelson D.L. and Cox M.M. Lehninger Principles of Biochemistry. 5th ed. Chapter 7 Carbohydrates and Glycobiology.
2. 逆旅. 2011. 生命的第一場邂逅. 泛科學探索實驗空間. (http://pansci.tw/archives/6324)
3. Mitch Leslie. 2011. The Sweet Meeting of Sperm and Egg. Science Now (http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/08/the-sweet-meeting-of-sperm-and-e.html)
4. Poh-Choo Pang,, Philip C. N. Chiu, Cheuk-Lun Lee, Lan-Yi Chang, Maria Panico, Howard R. Morris, Stuart M. Haslam, Kay-Hooi Khoo, Gary F. Clark, William S. B. Yeung, Anne Dell. 2011. Human Sperm Binding Is Mediated by the Sialyl-Lewisx Oligosaccharide on the Zona Pellucida. Science DOI: 10.1126/science.1207438.
5. Wikipedia. 2011. Congenital disorder of glycosylation type IIc (http://en.wikipedia.org/wiki/Leukocyte_adhesion_deficiency-2)
6. Wikipedia. 2011. Sialyl Lewis X (http://en.wikipedia.org/wiki/Sialyl_lewis_x)
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| Sialic acid, 圖片來源：維基百科 |
通常在上課的時候，筆者都會舉上面的這個例子來講；最近有一個有趣的新發現也跟sialic acid 有關，倒是十分有趣，在這裡整理一下。
Sialic acid也是有名的Sialyl Lewis X的一部份，這個oligosaccharide的結構如下：
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| Sialyl Lewis X, 圖片來源：維基百科 |
Sialyl Lewis X過去已經知道對細胞間的辨識非常重要，缺乏這個oligosaccharide可以導致免疫缺失(leukocyte adhesion deficiency type 2，病徵包括不斷發生的細菌感染，以及無膿性的蜂窩組織炎；筆者認為應該是影響到白血球的附著，畢竟白血球附著(leukocyte adhesion)對於感染的清除是非常重要的<參考Lehninger p.259>)，最近發現這個oligosaccharide與受精時精卵間的辨識非常相關。
以密蘇里大學為首的跨國研究團隊（包括了中研院的邱繼輝教授）發現，人類的卵子上也有非常多的Sialyl Lewis X；由於這個oligosaccharide過去只知道和免疫有關，於是他們合成了一些Sialyl Lewis X並將之加入到含有人類精子與卵子的液體中，發現額外加入的Sialyl Lewis X可以干擾精卵的結合。
從這裡可以看出，醣類不只是我們最基本的能量所需，也不只是提供我們的衣著、家具、燃料，從「人之初」醣類就扮演著重要的角色啊！
參考資料：
1. Nelson D.L. and Cox M.M. Lehninger Principles of Biochemistry. 5th ed. Chapter 7 Carbohydrates and Glycobiology.
2. 逆旅. 2011. 生命的第一場邂逅. 泛科學探索實驗空間. (http://pansci.tw/archives/6324)
3. Mitch Leslie. 2011. The Sweet Meeting of Sperm and Egg. Science Now (http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/08/the-sweet-meeting-of-sperm-and-e.html)
4. Poh-Choo Pang,, Philip C. N. Chiu, Cheuk-Lun Lee, Lan-Yi Chang, Maria Panico, Howard R. Morris, Stuart M. Haslam, Kay-Hooi Khoo, Gary F. Clark, William S. B. Yeung, Anne Dell. 2011. Human Sperm Binding Is Mediated by the Sialyl-Lewisx Oligosaccharide on the Zona Pellucida. Science DOI: 10.1126/science.1207438.
5. Wikipedia. 2011. Congenital disorder of glycosylation type IIc (http://en.wikipedia.org/wiki/Leukocyte_adhesion_deficiency-2)
6. Wikipedia. 2011. Sialyl Lewis X (http://en.wikipedia.org/wiki/Sialyl_lewis_x)
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