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【探索生命講座】 命孕交響曲精彩系列開講 給每個熱愛生命的你我

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由 CASE 所舉辦的探索基礎科學講座最新的一期「命孕交響曲的四大樂章—發生、錯生、重生及再生」在今年的 10 月 1 日正式展開。

國立臺灣大學科學教育發展中心,NTU CASE(Center for the Advancement of Science Education)自 2009 年起,師法「皇家科學耶誕講座」,開始舉辦「探索基礎科學講座」。每期都針對不同的主題,舉辦八到十場的講座,以淺顯易懂的方式,將涵蓋數學、物理、化學、生命科學及地球科學等基礎科學的知識加以闡述、分享。讓非科學背景的與會者,也能輕鬆地跟著講師一步一步探索科學的奧祕。

第十六期的主題為「命孕交響曲的四大樂章—發生、錯生、重生及再生」,由臺灣大學生命科學系陳俊宏教授、李心予教授及昆蟲系系主任張俊哲教授,共同擔任講座策劃顧問。如同陳俊宏教授在講座預告影片裡面提到的,胚胎發育的過程一直是這麼的神奇,精子和卵子碰在一起,過了一段時間,就有一個新生命的誕生;而這發育的過程中,無論長相美醜,眉毛始終在眼睛上面、鼻子必定在眼睛中間,人類也不會長出豬鼻子;這一連串的調控過程一直都是科學家相當有興趣的。然而這樣神奇的過程也會有不精準的時候,於是就有畸形兒或是癌症等亂生、錯生的現象發生。本期講座分別針對這些主題,邀請到臺灣大學、臺大醫院及中研院的教授,共同討論與分享他們的見解。

10/1 的開場由陳俊宏教授主講,以概括方式帶著參與民眾先對整期講座有基本的了解和概念,同時也丟出了許多問題讓大家回去思考,並在接下來的講座中一一深入討論、解開謎題。

講座剪影。圖片來源: 由 CASE 提供。

講座剪影。圖片來源: 由 CASE 提供。

【發生】

從精卵的形成、結合到發育,包含了細胞分裂、細胞分化、模式形成和型態發生等,這每一個步驟都是不可能的任務。精子如何能在沒有導航的情況下游相當於人類的21公里的距離?遇到卵子真的就能順利受精嗎?每個人都長得「人模人樣」,而不是「熊模熊樣」,是巧合嗎?兔子為什麼不會長出豬的耳朵?

【錯生】

前面提到在生長、發育的過程中,有許多精準的調控,那麼這些調控會有失靈的時候嗎?會的,這就是錯生。在生長發育過程中的錯生,就會造成畸形。譬如在遺傳中錯生而出現的唐氏症、巨指症等;因感染或不明原因造成錯生的茲卡病毒小腦症;環境或營養問題造成的畸形魚。而生長完成之後,還是會繼續有錯生的可能,例如受傷後不當修復造成的蟹足腫;皮膚上的瘤、體內的癌症等。

【再生】

人類的牙齒可以長兩次,那其他部位呢?如果手或是其他地方受傷了,能不能再長一個回來?許多動物如渦蟲、水螅、蠑螈都有再生的能力,切斷手可以再長回來,但每個再生都是那麼精準嗎?會不會切了手掌卻長出一條手臂?而免疫能力和再生又有什麼樣的關係?為什麼動物越高等,免疫能力越強,再生能力卻越發弱了呢?

【重生】

既然人類沒有像蠑螈一樣的再生能力,那麼我們該如何「重生」? 組織器官的移植,就是人類的重生方法。假如不把等待移植、配對成功的微小機率納入思考,當人經歷過一次的移植,還能再做第二次嗎?會不會有個人能同時擁有 A 的腦、B 的心臟和 C 的腎臟呢?

【血管新生】

在整個生命的過程中,血管新生扮演了非常重要的角色。動物為什麼需要循環系統?血管的主要功能是什麼?血管要怎麼長?又怎麼接起來?當血管新生不足或太多的時候,會有什麼樣的問題?

台大生命科學系 陳俊生 教授。來源:CASE 提供。

台大生命科學系 陳俊生 教授。來源:CASE 提供。

延伸閱讀:謝豐舟醫師:從台灣產前診斷的發展軌跡看基因體學的定位

陳教授在給這整期的講座一個 overview 的同時,也丟了非常多的問題給臺下的聽眾。一個又一個的下回分解,也讓參與民眾對之後的講座有了更深的期待。探索講座很特別的地方是,把整個 Q&A 集中在講者的演講結束之後,讓講者、主持人、台下與會的各領域老師,共同與民眾一起討論、延伸、發想。

本次眾多問題中比較特別的是「無頭雞」,網路上流傳著一隻雞沒有了頭,卻還能好好地走來走去,那麼人類沒有了頭還能存活嗎?其實從十九世紀就有一些實驗,將貓、狗的大腦半球切除,但維持基本生存功能的中腦仍完好,牠們仍能維持良好的生活,在一般的狀態下看不出來差異。神經系統是個有階層的結構,理性、意志是比較高階層的活動,而低階層的中樞神經則是最早演化出來,擁有基本的維生及行為功能;當高階層要發揮功能的時候,需先將低階層的活動抑制。人之所以為人,除了基本的中樞神經完整,還要學習語言、了解人類歷史、學習情感的表達,才出現了 Humanity,人性。因此當一個人的高階層死亡,而低階層取而代之成為外顯狀態的時候,可能就類似近年來電影很熱門的「殭屍」角色的存在。

另一個提問是關於在基因的調控上,除了 DNA 還有什麼重要的調控機制呢?在一般國高中生的生物課程中,遺傳物質通常只提及 DNA,但其實有更多的調控物質和機制,如 micro RNA 等,在遺傳和生殖過程中也是非常重要的。主持人也提起侏羅紀公園,真的能從琥珀中蚊子吸取的恐龍血液就能讓恐龍重現嗎?這當然是僅限於電影才能實現的。從之前新聞提到的「擁有三個父母的新生兒」中我們就可以知道,除了 DNA、RNA 之外,粒線體也是相當重要的角色。科幻電影給了我們一些夢和發想,但實際的科學層面也是我們必須好好去深入探討的。

圖片來源:由 CASE 提供。

圖片來源:由 CASE 提供。

講者陳俊宏教授在最後也提醒未來想投入生命科學的學子,現在的學問都是跨領域、跨科技、突破傳統限制的。在研究生命科學的同時,仍須具備物理、化學及數學的能力,譬如說我們聽覺的聲波、視覺的光波、花豹的紋路、孔雀開屏時羽毛的圖騰,這都是不同領域的學者會去特別針對、探討、思考的部分,也都是傳統生物學家不會去注意到的角度。因此未來在新世代的生命科學研究中,雖不需樣樣精通,但仍需有基本的知識,才能與各領域專家有對話的窗口,達到各領域合作的目的。

科學的研討常常來自於突發奇想的提問,在相互的腦力激盪中,常能引發不同的火花。在本次的講座中,主持人隨意的提起最近相當火紅的「屍速列車」,陳教授一邊分析著用科學的角度去解釋這些「殭屍」形成的原因—也許是將狂犬病病毒的愛咬人、伊波拉病毒的大量出血等等各種病毒的特性結合在一起;一邊也開始計畫著也許下一期的 CASE 探索講座可以來好好討論病毒、殭屍、或是相關的電影科幻。也許在我們日常生活中,也可以發揮天馬行空的想像,看似隨意談笑的對話,說不定就是下一個發現、發明的開始!

下期預告:
第二場活動即將在 10/15 (六)由謝豐舟教授主講,以神話故事「封神榜」來探討人類的先天性缺陷,影音搶先看https://youtu.be/WyTtZ7ScFg0,更多訊息: http://case.ntu.edu.tw/ex/embryos/#each,會後報導敬請鎖定基因線上。

CASE 探索講座除了可以到臺灣大學思亮館國際會議廳現場參與,也可以在講座同時收看現場直播,或在日後 CASE 也會將講座內容影片提供上線。這一系列的講座對於非科學背景者相當友善,即使從未接觸過也能融入、了解。而對於相關科學背景者雖稍嫌簡單,但在透過這樣深入淺出的解說,以及會後多元的問答中,也是激發不同思考方向及切入點相當好的契機。

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