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大霹靂斷層攝影與病毒解析

104/10/27 5173

IC之音廣播電台｜

最近日夜溫差大，各醫療院所因為流感就醫的民眾有增加的趨勢。醫師說，今年可能爆發毒性較強的流感病毒AH3大流行，呼籲大家要提防。目前對抗病毒沒有特效藥，不過我們可以期待新科技的突破。您一定想不到，描述宇宙創生的大霹靂理論，居然跟解析病毒結構的新技術有關！請聽以下的科學三分鐘，為您帶來「大霹靂斷層攝影與病毒解析」。

今年可能爆發流行的AH3型流感，容易併發肺炎重症，致死率高，民眾應積極預防。尤其五歲以下、五十歲以上，或者慢性病人等高危族群，應該同時接種流感及肺炎疫苗。說到這裡，您可能會覺得有點疑惑，為什麼預防流感，要常常施打不一樣的疫苗呢？

最主要的原因是，流感病毒變異的速度非常快，有時候甚至來不及發展藥物或疫苗。想發展藥物或疫苗，需要先了解病毒的結構，因此，更快速地解析變種後的流感病毒，是病理學家的當務之急。

目前，用頂尖的電子顯微鏡來解析，可以達到原子層級，甚至更精密的分辨率，但是使用上有很多限制。比方說，會被電流破壞的物體，比較不容易用電子顯微鏡來觀察。而構成病毒的蛋白質，就是很容易被電流破壞的物質。另外，現有的生物電子顯微鏡斷層攝影術，往往要拍攝幾千張影像，用電腦運算200天，才能夠解出蛋白質大分子的結構，而且效果也無法達到原子分辨率。總之，想要得到病毒的立體結構，是非常花時間的事。有沒有更好的辦法呢？

在國科會奈米國家型計畫支持下，清大工程與系統科學系教授陳福榮，與比利時安特惠普大學合作，提出一個新技術並驗證了可行性。陳教授的團隊，由宇宙大霹靂理論及哈柏定律得到靈感，就像天文學家觀測宇宙形成的時間，藉由觀測現在的宇宙，卻可以推算宇宙出生的開始，也就是大霹靂時間。把類似的原理，應用到電子顯微鏡的斷層攝影，只要從一個投影角度攝影，透過計算，就可以算出大分子的3D立體結構。於是這個技術，就被團隊命名為大霹靂斷層攝影，並發表在知名的Nature《自然》期刊。

這種計算當然很複雜，不過卻可以寫成電腦軟體。以後只要把軟體和電子顯微鏡結合，就可用更短的時間，掃描建立出蛋白質大分子的立體結構模型。

過去解析病毒的立體結構需要約兩百天的時間，如果是使用這項新技術，可以將所需的時間大幅縮短，只花20天到60天就可以完成。而這項技術，也可以應用在生物醫學和材料科學領域，解析各種不同的蛋白質，甚至其他材料的立體結構。

今天的科學關鍵字，就是

斷層攝影　Tomography

您可以透過這個關鍵字，進一步查詢或做延伸閱讀。

【本單元由行政院國家科學委員會補助製播】
2012-11-25 16:55:00播出

斷層攝影(1)

大霹靂斷層攝影與病毒解析

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