Behind The Discovery of Double Helix

稍微對分子生物學有所了解的人，一定聽過 James Watson，Francis Crick 和他們的 double helix。對可憐的 Rosalind Franklin 和她那有名的 Photograph 51，及把 Photograph 51 拿給 Watson 看而變得裡外不是人的 Maurice Wilkins 大概也略知一二。這幾個人之間的恩怨情愁最近又被大家提起，因為有人從 Sydney Brenner (他和 Crick 曾共用一間辦公室) 捐贈給 Cold Spring Harbor 的文件中發現一些當時 Crick 和 Wilkins 寫給對方的信件，還把這些信的內容刊在 Nature 上，大家無聊的話可以去看看，還蠻八卦的，不過沒有揭出更多的新內幕就是了。

這則 Blog 不是要講這四人的故事，有興趣的人可以自行去 Google 一下這四個人的名字。我在看了那篇 Nature 的文章後，一時興起，把當初 Watson & Crick 在 1953 年發表的 “Molecular Structure Of Nucleic Acids (核酸的分子結構)” 翻出來溫息了一下，之後又無意中讀到 Watson 在諾貝爾頒獎典禮上的演講稿，有些科學上的瑣事想跟大家聊聊。

首先是那篇 1953 年的論文。這篇論文大概是分子生物學最重要的一篇文章，可是卻只有一頁文字加一張圖，還是張手繪圖。有讀過現在生物學論文的人都知道，大部分的文章都又臭又長，圖片也是又多又複雜，搞到大家想投稿論文還要先算算自己有幾張圖，不到六張還不敢投，硬要多做幾個小實驗來充數。這樣的迷思，不僅讓寫的人痛苦，也增加讀的人的負擔，實在沒必要。實驗結果能夠清楚證明你的觀點最重要，就算只有一張圖也無所謂，Watson & Crick 不也都拿到諾貝爾獎了嗎。

當然，諾貝爾獎也不是亂發的，DNA 的結構實在太重要了，因為 DNA 的結構中，隱藏著的對生物學上許多重要問題的暗示。 Watson & Crick 似乎比當時的其他人更早體認到這一點，或許也因為這樣，他們比其他人更極積，才能夠搶在大家之前把 DNA 的結構解開。他們在 1953 年那篇論文的最後寫到 “It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material.” 每次唸到這段文字就覺得很有趣，從字裡行間彷彿能夠感受到孩童收到新玩具時的那種興奮，現在已經沒有人用這種方式寫學術論文了。我常在想，Watson & Crick 為何能夠這麼肯定解開 DNA 結構會是個突破性的進展，而這樣專心一意、又充滿熱情地去進行研究。是否因為他們真的比較聰明？

在我求學的過程中，三不五時都會聽到前輩們說，做研究最困難的就是問個重要、但又能夠解決的問題。如果能夠了解當初 Watson & Crick 選擇問題的邏輯，或許能讓我在尋找重要科學問題時有所依據。很幸運的，無意中讀到的 Watson 諾貝爾演獎稿，清楚地描途了當時他和 Crick 追尋 DNA 結構的心路歷程。

Watson 剛到 Cavendish Lab 時的研究題目是 “肌蛋白 (myoglobin ) 的構結”，但他很快就對 myoglobin 失去興趣。他在演講中是這麼說的： “ ... 即使沒有 Francis (Crick)，我應該也會很快地對 myoglobin 失去興趣，但有了 Francis 做為聊天的對象，我的命運就被決定了 (my fate was sealed)...” 這說明了有個在科學上志同道合而且聰明的朋友的重要性，但這真的是可遇而不可求。

Watson & Crick 剛初對於 DNA 結構的想法是這樣的：“我們很快就發現我們在科學上的想法是一致的。在生物學中心的是基因，它控制著細胞中的新成代謝，而當時生物學上最大的問題是，基因如何進行複製，以及它如何控制蛋白質的形成。很明顯的，這些問題唯有在我們知道基因的結構後，才能有邏輯地進行研究。因此我們必須解開 DNA 結構 (The center of biology was the gene and its control of cellular metabolism. The main challenge in biology was to understand gene replication and the way in which genes control protein synthesis. It was obvious that these problems could be logically attacked only when the structure of the gene became known. This meant solving the structure of DNA)”。

這樣的想法乍看之下很直接，可是重點在這一句：”It was obvious that these problems could be logically attacked only when the structure of the gene became know.” 這…真的有很明顯嗎？他們怎能如此肯定，看了 DNA 的結構後，能夠讓他們找到研究基因複製和蛋白合成的方法？至少我無法有這樣的信心，在我看來，解 DNA 結構只是方法之一，不見得是唯一的方法。所以當我讀到這裡時，心想，慘了，沒機會了，此生對了解重要的生物學問題無望矣。不過當我繼續往下讀後，發現其實在 Watson & Crick 的內心深處也有著跟我相同的隱憂。Watson 說：”當我們悲觀的時候，我們常常擔心，DNA 的真正結構或許很無趣，根本不能告訴我們任何我們想知道的答案，就像那無聊的膠原蛋白結構一樣 (In pessimistic moods, we often worried that the correct structure might be dull. That is, it would suggest absolutely nothing and excite us no more than something inert like collage)”。顯然，在我們所認為的天才的心中，也不是對他們所選擇的道路有著絕對的信心。重點或許是，我們應該要仔細選擇，並且清楚了解自己選擇的理由，然後樂觀地做下去，最後就讓命運去決定一切了。

Watson & Crick 當時確實選擇了一個重要的大方向 (基因如何複製、如何控制蛋白質的形成)，但他們並不能確定自己深思熟慮後所選的小問題 (解開 DNA 結構) 是不是真的是個好問題，不過至少他們選了一個他們認為可以被解決的問題。這或許是他們真正過人之處。Watson 是這麼說的：”(解 DNA 結構)這件事, 當然雖然有些遺傳學家們有興趣，但他們似乎覺得太過困難。然而，在我們寒冷、黑暗的 Cavendish lab 中，我們卻認為這是可以被達成的，而且可能只要花幾個月的時間 (Then this objective seemed out of reach to the interested geneticists. But in our cold, dark Cavendish lab, we thought the job could be done, quite possibly within a few months)”。他們之所以如此樂觀，是因為二個理由：1. 偉大的 Linus Pauling，不久前用他發展出來的化學鍵理論解開了蛋白質 α-helix 的結構。2. 聽說 Rosalind Franklin 和 Maurice Wilkins 有 DNA 的 X-ray 照片，表示 DNA 應該是個穩定的化學結構。套句 Watson 的話，DNA 的結構在他們看來是 “an answer for somebody to get”。

到這裡，事情已經明朗了。還是那句老話，科學的突破來自於不同領域之間的交集，而唯有思想開放、不畫地自限者才能找到交集之處。在 Watson & Crick 的時代有許多優秀的遺傳學家，但可能都被自己領域中行之有年的研究方法給限制住了，不像當時年輕沒有包袱的 Watson & Crick，能夠很快地接受別領域的知識，並利用那些知識來解決遺傳學上的問題。

不知不覺好像寫得太多了。但希望有看完的人能夠跟我一樣，從 Watson & Crick 的故事中，學習到或重新印證了一些做科學的方法。也祝大家都能夠早日找到屬於自己的，重要而且能夠解決的科學問題。

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Incoming Conference

11月中，我要在 Farm 裡一個小型研討會上給個15分鐘的演講，會議的主題是「神經系統的發育與演化」。這是個很特別的研討會，三個會議發起人都大有來頭：第一位是分子生物學的創立者之一，解開遺傳密碼的諾貝爾獎得主, 和線蟲 (C. elegans) 之父的 Sydney Brenner；再來是當今分子生物演化學第一把交椅的 Sean Carroll；最後是在果蠅學界極富盛名，來自 UCLA 的 Larry Zipursky。而且這場為期三天的研討會是不接受報名的，所有的講者都是受邀而來，神經發育演化學界的頂尖學者。那我這個小咖是怎麼混進去的呢？其實是因為我們老闆是 Farm 裡的主要研究員之一，他希望實驗室有個人可以去宣傳一下 “how advance our research is”，就推薦我去參加，可能是賣我老闆面子，主辦單位竟然也答應了。對我來說，面對這樣等級的聽眾當然會有點緊張，但卻也是個難得的機會，一方面可以宣傳自己的研究，提昇能見度，一方面可以親眼目睹大師級學者的風采，了解他們對這個科學領域的願景。後者對現階的我而言特別重要，我的博士生涯已經走到後段，該是仔細思考未來研究方向的時候，多了解各個領域現階段面臨的難題和未來可能的發展，才能比較有邏輯地選擇未來的走向。


離研討會只剩下二個禮拜，必須趕緊多唸一些相關的書和論文，才不會到時言語無味，等會議結束後，我再來寫篇心得報告和大家分享。


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美國牛安全嗎？ ● 起源

這張表是我從 1997 年 The Lancet 期刊上的一篇文章摘錄下來的[1]。這篇文章雖然已有些久遠，但它發表的時間差不多是第一起狂牛症 (Bovine Spongiform Encephalopathy, BSE) 被發現的十周年，對我們了解狂牛症的起源，及人類為消滅此疾病所做的努力，有很大的幫助。

這張表顯示的，是英國在 1985-1996 年間狂牛症病牛的數目。狂牛症起源於英國，第一批病牛出現在 1986 年後，疫情像野火般漫延開來，短短十年不到，造成十幾萬頭牛的死亡。由於全球化貿易的緣故，狂牛症也入侵到英國以外的許多其他國家，歐洲國家因為離英國近，受創也最慘，不過僅管如此，和英國比起來，即使是疫情最嚴重的北愛爾蘭，也不過是小巫見大巫。下方的統計表是我從 2006 年的出刊的 Folia Neuropathologica 所摘錄下來的[2], 大家可以清楚地看見，疫情第二嚴重的北愛爾蘭，當時總病牛數為 2160，遠少於英國的 180892，而鄰近台灣的日本有 22 起病例，現在吵得最兇的美國，則是 2 起病例 (目前在美國發現的病牛有三頭，發現時間為2003，2004 跟 2006 年。但 2003 年那頭確定是由加拿大進口，非本土病例[3])。

既然英國是狂牛症的主要疫區，而且從第一張圖表可以看出，英國的狂牛症病例在 1992-3 年達到高峰後，開始漸漸減少 (這個趨勢持續至今，今年到九月底英國只發現 5 隻病牛[4])，表示英國對於狂牛症的防疫確實有效果，所以我就以英國為例，來討論狂牛症的來源和防制。

狂牛症的起源至今沒有定論。學界有兩派說法[5]，一派認為是來自已經存在羊群中至少兩百多年的 Prion disease - Scrapie，也就是說，牛吃了染上 Scrapie 的病羊後，來自羊身上的 "壞羊 Prion 蛋白" 把牛身上的正常蛋白"帶壞" 後，產生了牛類獨有的 "壞牛 Prion 蛋白"，也就是狂牛症的病源。另一派說法，則認為狂牛症來自基因突變，就像人類的 Sporadic CJD 一樣，有一頭牛的 Prion 基因不幸發生突變而產生壞 Prion 蛋白，別的牛吃了這頭病牛後就被傳染，然後別的牛又吃了這些病牛，又被傳染…… 看到這裡，大家是否覺得很熟悉呢？沒錯，新幾內亞的 Kuru 就是這樣產生的。但是，牛怎麼會去吃羊，又怎麼會去吃死去的病牛呢？

一切都是人類惹的禍。不論最早的狂牛症病源來自羊或牛，之所以會在牛群中造成大流行，都是因為人把死去的牛羊製造成所謂的 meat-and-bone-meal (MBM), 再當成蛋白質的來源，餵給牛吃。而全球 MBM 的主要產地，就是英國[6]。

由於 Prion 蛋白非常穩定，一般食物的處理方式無法將它破壞。實驗顯示， MBM 的製成方式對 Prion 的致病力毫無影響，吃 MBM 就跟生吃病牛沒兩樣[6]。當然，這裡也要跟大家說一下，Prion 並非無堅不摧，它只是比較穩定，但仍然是個蛋白質，溫度超過 600 度，或高壓煮沸 (133℃，3 bar 的壓力，20分鐘)，就可將之破壞[7]。

在第一起狂牛病例出現不久，科學家們就意識到 MBM 是可能的傳染源，於是在 1988 年的七月，頒布 ruminant fee ban，禁止再用死去牛羊做為牛羊飼料的蛋白質來源。這道法令實行後，感染狂牛症的牛隻數量就大幅減少 (上方圖表一的病牛數雖在 1992-93 年才達到頂點，但得病的幾乎都是 1988 年之間出生的老牛[6])。後來為了更進一步防堵牛羊吃到被感染的食物，在 1996 年的三月，英國政府又頒布了 Reinforced feed ban，禁止餵食動物蛋白給任何人類飼養的動物，包括豬、馬、魚、雞等[6]。就這樣，狂牛症在牛群中漸漸被控制住，今年英國就只發現一些零星個案[4]，現在大多數的國家，包括美國，都有實施和英國類似的禁令，相信不久後狂牛症就可能在牛群中絕跡。

牛的問題可能可以解決，那麼人呢？狂牛症對人類造成的風險到底有多高？

請待下回分解。



[1] BSE: a decade on - part I. Collee, J.G. and Bradley, Ray. The Lancet 1997; 349:636.

[2] Variant CJD (vCJD) and Bovine Spongiform Encephalopath (BSE): 10 and 20 years on: part 2. Collee, J.G., et al. Folia Neuropathol. 2006; 44:102.

[3] Center for Disease Control And Prevention. http://www.cdc.gov/ncidod/dvrd/bse.

[4] The World Organization for Animal Health. http://www.oie.int/eng/info/en_esbru.htm

[5] Origins of BSE: Intriguing Clues to a Scrapie-Mad Cow link. Balter, M. Science 2001; 292:827.

[6] Variant CJD (vCJD) and Bovine Spongiform Encephalopath (BSE): 10 and 20 years on: part 1. Bradley, Ray., et al. Folia Neuropathol. 2006; 44:93.

[7] Inactivation of the bovine spongiform encephalopathy agent by rendering procedures. Taylor et al. Vet Rec. 1995; 137:605.

美國牛安全嗎？ ● 序言

在電影「The Time Machine (1960)」裡，因尋找烏托邦而去到遙遠未來的男主角，為了救出被困的女主角，冒險進入莫拉克人 (Morlocks) 的洞穴，在洞穴中的一角發現成堆吃剩的人骨，他難過地認為這種「人吃人 (cannibalism)」是人類罪惡的極至。而若自然界真有個無上的主宰，那祂或許也有同樣的想法，所以才會創造出 "Kuru" 這種可怕的疾病[1]。

事情發生在十九世紀的新幾內亞 (New Guinea)。1950 年代，澳州探險隊在新幾內亞的 South Fore 這個地方，發現一個約八千人的聚落，這聚落中超過十分之一的人都染有一種致命的疾病。染上這種病的人，初期全身會不自主地抖動，所以當地人稱之為 Kuru，也就是當地語言「顫抖」的意思；末期的時候，病患所有的神經系統攤瘓，失去意識，最終都難逃一死，而且從發病到死亡，只有短短的六個月到一年。除了可怕的 Kuru，這個部落還有個恐怖的習俗，就是吃人肉，他們甚至將染上 Kuru 而死的人視為很好的食物來源。通常肢解死者的動作是由婦女執行的，除了吃肉外，婦女們還會將腦和內臟餵食給老人和小孩，而奇妙的是，這個部落中，婦女染 Kuru 的比例最高，是男人的八倍，其次是小孩與老人。後來研究發現，Kuru 的病源來自死去患者的神經組織，由於感染力極高，吃過患者神經組織的人，幾乎無一幸免地會染上 Kuru，然後死亡，然後被吃，然後讓別人感染…就這樣無止盡地循環。後來經政府勸道，停止吃人肉後，Kuru 才漸漸消聲匿跡[[1][2]。

Kuru 和人類的庫賈氏症 (Creutzfeldt-Jakob disease, CJD), 羊的搔癢症 (Scrapie), 和現在大家聞之色變的狂牛症 (Bovine spongiform encephalopathy, BSE) 都屬於 Prion disease[3]。人和許多動物的身上都有一個 Prion 基因，Prion 基因會製造出 Prion 蛋白，正常的 Prion 蛋白到底有什麼作用，目前還沒有明確的答案，缺少 Prion 基因的老鼠也沒有什麼明顯的不正常[4]。但在偶然的情況下，Prion 基因發生某些突變，製造出不正常的 Prion 蛋白，這些"壞" Prion 蛋白會經由某些不是很清楚的機制，累積在神經系統，造成神經細胞的死亡，Sporadic CJD 就屬這種類型，一旦發病，目前無藥可醫，病人通常在發病後的數月內死亡。幸運的是，因 Prion 基因突變造成腦病變的機率非常低，大約只有百萬分之一[5]；然而不幸的是，Prion 是會傳染的，目前學界廣為接受的假說是，壞 Prion 蛋白因突變的緣故，結構和正常 Prion 蛋白不同，但當壞 Prion 蛋白碰上正常 Prion 蛋白時，會改變正常 Prion 蛋白的結構，讓它變得跟壞 Prion 蛋白一樣[6]。簡單的說，正常人若不小心感染了少數的壞 Prion，這些壞 Prion 會把好 Prion 慢慢都變壞，等經過數年的時間 (時間範圍非常大，可能二年，也可能四十年[2][7])，累積夠多的壞 Prion 後，就病發死亡。因手術或器官移殖而感染的 Iatrogenic CJD (iCJD), 因吃人腦感染的 Kuru，和因吃"狂牛"而感染的"人類狂牛症 (Variant CJD (vCJD)) 都是屬於這一類[7]。不過以目前的病例統計來看，因傳染而得到 CJD 的可能性，比 Sporadic CJD 的百萬分之一還要低[7]。

看到這裡，大家對 Prion diseases 應該有些初步的了解。那麼，吃美國牛到底安不安全?

請待下回分解。


[1] NINDS Kuru Information Page. http://www.ninds.nih.gov/disorders/kuru/kuru.htm
[2] Kuru: The Dynamics of a Prion Disease. http://www.as.ua.edu/ant/bindon/ant570/Papers/McGrath/McGrath.htm

[3] Prion Diseases and the BSE Crisis. Prusiner et al. Science 278: 245 (1997).

[4] Normal development and behaviour of mice lacking the neuronal cell-surface PrP protein. Bueler et al. Nature 365: 577 (1992).

[5] Prion disease of humans and animals: their causes and molecular basis. Collinge J. Annu Rev Neurosci 24:519 (2001).

[6] Synthetic mammalian prions. Legname et al. Science 305:673 (2004).
[7] Creutzfeldt-Jakob Disease Foundation: CJD AND OTHER PRION DISEASES. http://www.cjdfoundation.org/pamphlets.html

Extra phantom limbs

今天在網上看到一個神經相關疾病的有趣文章，有興趣的人可以點這裡。

這篇文章提到兩種奇怪的病例：Voluntary amputation 和 extra phantom limbs。

所謂 Voluntary amputation，是指病人會很想把自己身上的某個部位 (通常是四肢) 移除，而且這種欲望從小時候就開始，直到有一天真的成功將之移除為止，聽起來很嚇人，可是據說將不想要的肢體移除後，病人的心理會感覺到比以前快樂許多。目前認為，這種病源自大腦對於身體的認知產生混亂，認為部分肢體不屬於自己，所以總是覺得這些部分在自己的身上過於突兀，恨不得除之而後快。

Extra phantom limbs 的情形正好相反，病人會覺得自己身上多出一隻手或腳。對病人來說，這些多出來的肢體在結構上和功能上都是健全的，他們甚至能夠看到這些多出來的肢體。這樣的病人非常少見，最近 Geneva University Hospital 發表了第二起有詳細文獻紀錄的病例。患者是一位64歲的圖書館管理員，因腦血管破裂而住院，不久後就出現了 phantom limb 的現象，她的描訴是這樣的：有一隻多出來的手，從左手肘往外長，感覺起來就跟真的手一樣，只是似乎沒有重量，而且是半透明的。這隻手並非一直存在，是能夠用意志力將之喚出的，而且手的結構很完整，她能夠自由地運動每個關結……

看到這裡，我不禁想：這不就是傳說中的替身使者嗎？看過 Jo Jo 冒險野郎這部經典名作的人，應該都知道我在說什麼吧！

總之，這是篇有趣的文章，大家有空時不妨讀讀。

Zombie snails

Carl Zimmer 的 Blog 最近介紹了一些有關 Zombifying Parasites 的報導，相當恐怖。Zombifying parasites 就是某些種類的寄生蟲，這些寄生蟲擁有一種特別的能力，可以控制宿主的行為，讓這宿主做出違反常理的自殺舉動，以達到寄生蟲的繁衍目的。其中最噁心的大概就是 flatworm - Leucochioridium paradoxum。這種寄生蟲有兩個宿主：鳥跟蝸牛。當它寄生在蝸牛身上時，會大量累積在眼睛的部位，讓眼睛變成彩色的，並且控制蝸牛往樹葉尖端有光亮的地方前進，使之暴露在鳥類的視線範圍。鳥吃了之後，這些寄生蟲在鳥的體內成長，繁殖下一代，接著寄生蟲蛋再隨糞便排出，當蝸牛吃了這些糞便後，寄生蟲就又開始了下一個生命循環。

有興趣的人，可以點下面的影片觀看。

幸好人類沒有這類型的寄生蟲 (說不定有，只是還沒發現)，不然電影裡的殭屍情節就會在現實世界中上演了！

House hunting trip

上上個周末，我們到 Virginia 的 Ashburn 找房子，為兩個月後搬去 Janelia Farm 做準備。因為旅費吃住都由 Janelia 出錢，所以我們決定搭飛機去到 Washington Dulles Airport 後，再租一部小車做為這趟旅行的交通工具。住則是在 Janelia 裡面的客房，其本上跟旅館的房間沒兩樣，每天也會有人幫你打掃、鋪床；因為 Janelia 每個星期都會舉辦幾個小型的會議，這些房間就是提供給講者和參加者使用的。

出發前看了天氣預報，運氣不好，整個周末 Ashburn 都是陰雨綿綿，但早已安排好的行程也不能任意更改，我們還是如期的來到 Washington Dulles Airport。從機場到租車的地方有一段距離，但每間租車公司，都有派接駁車到機場接人，所以還算方便。我們打算租車的公司叫 Alamo，沒特別原因，只是因為他們和我們買機票的網站有合作，機票和租車一起買會有些折扣。租車的手續很簡單，只要給他們看看駕照，付了錢就可以把車開走了，不過主要也是因為我的車險能夠應用到租來的車上，否則的話就必須和租車公司買保險，那就又麻煩又貴了；像我們這次沒有買保險的情況下，一天的租車費約20美元，若加上保險，可能會變成50美元，很划不來。租的車是一台紅色 Chevy，舊舊的，但還蠻好開的。

把車從租車公司開出來的時間，是中午12點左右，離和 Janelia 的人約好的時間還有三個鐘頭，於是就先到附近的出租公寓看看。要看的公寓是事前就在網上查好的，用的是一個叫 Apartment Ratings 的網站，裡面有每間公寓住過的人的評分、評論，應該還蠻客觀的。看了兩間後，覺得Ashburn 的居住環境不錯，公寓看起來都很安靜舒適，管理人員也很熱心，只是平均房價比我們現在住的地方要貴上許多；最便宜的 1 Bed Room 光房租就要 $965/月，水、電、網路、電視都要自己付，零零總總加起來，一個月要花約$1300，比我們目前住的地方要貴上$300左右，可是也沒辦法，各地房價不同。

Janelia Farm 的大門有警衛駐守，他手上有一分當天的訪客名單，我們報上姓名和來意後，就順利通關，Farm 裡很寧靜，四周被樹林圍繞著，還有一個小湖，很適合散步的感覺。Janelia 的研究大樓，是全美最大的玻璃建築，總面積有一個 Dulles 機場這麼大，但是因為整個箝在一座小山裡，只看得到最外層門面的部分，而且又是橫向曲線形的設計，看起來並沒有任何的壓迫感。

停好車後住研究大樓走，一個老頭正好拉著行裏從裡面走出，要往客房的方向去。他很親切地跟我們打招呼，我們也習慣性地回禮，但仔細一看，這不就是大名頂頂的 Eric Kandel 嗎？他是哥倫比亞大學的教授，2000年的諾貝爾獎得主，在神經科學界是教父級的人物，寫的教科書至今仍是神經生物學的聖經。他最大的貢獻，在於學理化"記憶的形成"，讓記憶這個虛無飄緲的東西，成為科學家們有辦法研究的題目。他應該已經年過80了，但還是十分硬朗，離去的身影，給人一種千山獨行的哲人禪意。

Check-in 完，把行裏放到房間，略做休息後，我們就跟著以後實驗室的祕書，參觀 Janelia 的設施。基本上研究設備是應有盡有，一切東西都有人幫你準備得好好的，若有額外需要，也有人幫你量身訂做，大家只要專心做研究就好了，完全無後故之憂，難怪有人說這裡是研究人員的天堂。設施中比較特別的，是我們做果蠅研究的人的夢幻機械 - Fly flipper，就把果蠅從舊管子換到新管子的機器人。在實驗室中，果蠅是養在一根根裝有食物的小管子內，因為果蠅沒辦法跟老鼠胚胎或線蟲那樣，可以凍在-80C，等到要用的時候再拿出來解凍，所以過去，要維持大量的果蠅突變株，就只能靠人力，把果蠅定期從舊管換到新管，相當費時費力。現在有了這個 Fly flipper，沒有立即用到的果蠅，就可以丟給它去管理，可說是果蠅研究人員的一大福音。

參觀完研究設施，我們被告知當晚會播 Eric Kandel 的自傳電影，結束後他還會跟參與的人來一場小型座談會，這也就是為什麼他會出現在 Janelia 的原因。這樣的活動，包括許多不同主題的小型研討會，在 Janelia 非常頻繁，原因是 Janelia 希望自己的科學家們，能夠盡量留在 Farm 內做研究，但在科學界，同儕間的交流很重要，若不出去參加科學會議，不僅無法得知最新的科學進展，別人也不會認識你，因此 Janelia 就利用自己 HHMI 的雄厚財力及知名度，舉辦各式各樣的會議，吸引外面的人到 Farm 裡來，和 Janelia 的科學家們交流，是個一舉數得的好辦法。

活動結束後，我們和已經搬過來一段時間的實驗室同僚，在 Farm 裡的餐廳吃晚餐。餐廳的氣氛很不錯，點的牛排、羊排也極為可口，同樣的東西若在外面的餐廳，應該 $15 以上跑不掉，但在 Janelia 只要 $5，還不用付小費。大概是 Janelia 幫大家出了剩下的錢，讓員工能夠享有便宜的美食。更另人驚訝的是，餐廳旁的桌上，擺滿各式水果，據說是不用錢的，會一直補充，讓員工自由取用；同樣的，美國人的生活必需品 - 咖啡，也不用錢，全天侯供應，愛喝多少就喝多少。看來搬過來後，我們能夠省下很多買水果、飲料的錢了。

第二天，在 Farm 裡吃完早餐後，又去看了幾間公寓，但都大同小異，後來就選了一間最便宜，離 Janelia 不到 2 miles 的公寓，繳了訂金，就等著六月底搬進去了。搞定房子的事後，剩下的就是自由活動時間，開車在附近亂繞，發現 Ashburn 的生活機能相當好，到處都能找到超市和餐廳，十幾分鐘車程，就能到一個很大的 mall；二十幾分鐘車程，就能到全美第六大的購物中心 - Tysons Corner。好幾家中國、韓國超市，也都在未來住家的附近，不必擔心買不到我們習慣吃的青菜。就休閒娛樂而言，Virginia 有好幾個和南北戰爭有關的歷史遺址，往東不到一個小時，就能開到博物館通通免費的 Washington DC，往西一個多小時，則能到 John Denver 口中 "almost haven" 的 West Virginia。搬來後，每個周末都出去，或許也走不完。

晚上和朋友到一間韓國餐館吃飯，普普通通，沒有特別好吃，不過飯前小菜多達十幾樣，據說是韓國餐廳的特色。晚飯後，回到 Janelia 參觀未來的實驗室。實驗室不大，因為這裡規定一個實驗室最多只能六個人，據說原因有兩個，一個是因為人少，PI 不用花太多時間管理實驗室，可以親自下海做實驗，另一個是希望促進實驗室之間的合作。我們的實驗室在剛從 Stanford U. 搬來不久的 Bruce Baker，和Janelia 的大總管 Gerry Rubin 實驗室的中間，這兩人都是科學界響噹噹的人物，希望將來能從他們身上，偷學到一些成功的絕竅。不過這趟來，我已經體會到了這些老前輩們對於科學研究的熱情，與努力不懈的精神；我們來參觀實驗室的時候，是星期六晚上九點多鐘，隔壁實驗室的學生和 postdoc 都已經走光了，只見應該已經超過六十歲的 Bruce Baker，還在顯微鏡前，聚精會神地做實驗，真是令人佩服。

好像有點寫太多，來個簡單結尾好了。這趟旅行，除了找房子，參觀實驗室外，我們也空出一天來，到 DC 去逛逛。不過因為雨下不停，只看了白宮、華盛頓紀念碑，和林肯紀念館。照片也不是很多，有興趣的人可以點這裡。

Museum of Science

最近一直聽到廣播說 Boston 的 Museum of Science 有展出稀奇古怪的青蛙，今天就去瞧了一瞧。雖然種類沒很多，但果然很奇怪。其他的館藏也都還蠻有趣的。

到底有多奇怪，到底有多有趣，請點這裡看照片。

HHMI next door

上星期，我們隔壁實驗室的 PI，Marc Freeman， 被 Howard Hughes Medical Institute 特聘為 Early Career Scientist。任命期為六年，可以拿到約一百五十萬美元的研究經費。這對一個年青科學家來說，無疑是一個天大的好消息，不僅他的學術聲望立刻提升，往後的六年也可以不用擔心經費問題，能致力於自己的研究 (不過 Marc 本來手上就有 2.5 個NIH RO1，所以對他來說，錢只是變得更花不完)。

當然，要得到這項任命非常不容易。今年，HHMI 收到來自全美超過 200 個研究機構提出的，超過2000 件申請案，最後只有來自 33 個機構的 50 個研究員得到任命 (我們學校有兩個，另一個在別棟大樓，有看過，但不熟)。因此所上還特地為他舉辦了一場小型 party，開香檳慶祝。

Marc 在 2004 年加入我們這個所，據說當時 Harvard 也在爭取他，但因為所上的研究方向和他比較合，所以就選了這邊。到現在，短短五年時間，他已經在自己的研究領域，建立了相當不錯的名聲。他的研究主題是 glia cells (不曉得中文怎麼翻譯)，glia 是組成神經系統的細胞之一，以哺乳類動物來說，大腦的組成物中，90% 是 glia。但 glia 一直被視為腦的支持者，提供大腦養份，維持腦的形狀，所以在神經科學的研究上，一直沒有受到太多的觀注。可是 Marc 發現，當神經受到損害的時候，glia 會被活化，然後伸出觸手，把這些受損的神經吃掉，避免發炎反應擴大。最近他又發現，在神經發育的過程中，glia 也扮演很重要的角色。也就是說，glia 在神經系統中，不再只是輔助的配角，而是重要的主角。最近幾年，開始有越來越多人投入 glia 的研究，相信不久的將來，科學界對於 glia 會有一個與現在絕然不同的觀點。

隔壁實驗室的 PI 獲聘，和我這個小研究生有什麼關係？除了自己所上的老師受到肯定，於有榮焉外，更重要的，是了解到成為好科學家的 "標準" 為何。到了研究生這個階段，別人已經很難再教給你什麼，一切都自己去研究、體會，自我成長。這種時候，了解標準就很重要了，有個好的標準在身邊，才會知道自身的不足，才知道有哪些地方必須再加強。所以 Marc 帶給這個所的不只是金錢和名聲，對學生帶來的無形的影響力，我認為才是最有價值的。

Happy birthday Charles!

今天是達爾文 (Charles Darwin, 1809-1882) 的200歲生日。而且今年是他發表生物學上最著名、也最重要的書 - 物種原始 (On the Origin of Species) 的150周年，所以從年初開始，許多重要的生物學期刊，都發表了一連串有關達爾文的文章。

達爾文是一位了不起的生物學家，憑著細心和敏銳的觀察，面對著平常人早習以為常的大自然，花上數十年的時間，蘊釀出一套撼動世界的演化論。在這個事事講求速成的時代，不知還要多久，我們才有幸見到下一個達爾文的出現。

Anyway, happy birthday! Charles! Thank you for giving us such a wonderful theory.

Switch on the tailless!

我在碩士班的研究終於發表了！等了好久，本來試著發表在 EMBO J.，但EMBO的主編認為我們的論文跟他們期刊的走向不太一樣，所以後來改發表在 Nucleic Acids Research，也是個不錯的期刊。

這個研究的主角是果蠅的一個基因，叫 tailless 。tailless 就是沒有尾巴，顧名思義，如果這個基因出問題，果蠅的幼蟲的尾部發育會受影響，變成沒有尾巴。但其實這個基因也和頭部的發育有關，所以這個基因壞掉的話，幼蟲是沒辦法活著鑽出蛋殼的。

為什麼要研究這個基因呢？因為它是果蠅發育過程中最早被表現的幾個基因之一。所謂"表現" (express)指的是基因產生蛋白質的這個動作；雖然基因是生命的最基本單位，但它並不是真正的執行者，真正的執行者是被基因表現出來的蛋白質，你現在能夠坐在電腦前看這篇文章，都是因為數以萬計、不同種類的蛋白質在你體內精準運作的結果。有趣的是，基因的表現並不是自發的，是受到精密調控的，而調控基因的不是別人，就是這些被基因表現出來的蛋白質。讀到這裡，你應該已經發現一件非常弔詭的事：既然tailless是第一個被表現的基因，那它究竟是被誰來調控呢？原來，果蠅蛋和人類胚胎一樣，存在著很多由母親給與的蛋白質，而tailless的表現就是由這些母體蛋白所控制。我的碩士班二年就是在研究tailless是被哪些母體蛋白所調控、又如何被調控的。而這篇發表的論文的主要內容是說，我們發現tailless會被一個叫"heat-shock factor (HSF)"的蛋白質調控，在胎胚初期，HSF會抑制tailless，確保它不會太早被活化，而當時間到了的時候，HSF會接受到一個外來訊號 (至於這個訊號到底是什麼，有點太複雜，改天再談)，使得HSF的功能從抑制變為活化，進而促進tailless的表現。

我對於我們的成果能夠發表在Nucleic Acids Research感到很滿意，但美中不足的是，我的名字被莫名其妙加上了一個middle name。這應該是我之前實驗室老闆在投稿時不小心弄錯了，這篇文章發表前的每一版草稿我都有看過、改過，而且每一次我的名字都是不對的，我都有回email跟他說弄錯了，可是下一版回來，又是錯的！慘的是，每一版的錯法還不一樣！最後被加上一個middle name已經是最不錯的錯法了，因為middle name 本來就不是很重要，美國人也有時加有時不加，而且在生物論文的搜尋網站上打入我的名字還是能找到這篇文章，算是不幸中的大幸了！

雙星伴月

這張照片，是前幾天晚上在公寓的外面照的。月亮的旁邊，伴隨著兩顆很亮的星星，下方較亮的是金星，另一顆稍暗且顏色偏紅的是木星。三顆星合在一起，就像一個倒過來的哭臉 (據說因為地理位置的不同，看到的形狀會不一樣，在台灣看到的是一個大笑臉。)

這是我第一次看到月亮旁有兩顆伴星，因為月明星稀的關係，在月亮旁的星星必須要非常明亮才會被人注意到，平時的星空，只有金光閃閃的金星符合這個條件。我跟金星特別熟，因為之前在陽明唸書的時侯，常常做實驗到很晚，回家的路上總是可以看到她高掛在月亮的旁邊。拍這張照片的晚上，剛從實驗大樓走出來，就發現天空跟平時不太一樣，金星多了一個雙胞胎兄弟。一開始還以為是飛機，但在開車回家的路上，那個亮點一直沒有移動，才確信是另一顆星星，於是趕緊回家拿相機，把這個不常見的天文奇景照下來。

後來上網查才知道，那顆星不是別人，正是大名頂頂的土星。土星是天空中的第二亮星，但很少運行到月亮附近，據說上次出現雙星伴月已經是十年前的事了，不過幸運的是，2009年的新年，雙星伴月會再出現一次，這次沒看到的人可別錯過了，因為再下一次，可就要等到2036年了！

比薩斜塔之非進行式

擔心比薩斜塔終將倒下，無緣一睹其風采的人可以放心了。

從完工的那一刻起，比薩斜塔就開始往南邊倒下，一倒就倒了八百年。儘管倒下的速度極慢，十幾年前科學家們就發現，若放任不管，這個米蘭最富盛名的觀光景點終有躺下的一天，於是他們組成了一個危機處理小組，用盡各種方法，希望能夠阻止這一天的到來。

終於在十年後的今天，在政府四億美金的支援下，八百年來第一次，比薩斜塔的「斜」變成了非進行式。這是工程科學的一大創舉，也算讓科學家們還清了那欠了近420年的人情 (傳說在西元1590年，伽利略利用比薩斜塔證明了自由落體的理論)。

不過凡事有一好沒兩好，從今天起，比薩斜塔把「最不穩定建築物」的頭銜拱手讓給了德國的一間小教堂。

相關連結，請看這裡

闖關

這個星期，美國參議院企圖在布希的戰爭預算中加入一些與戰爭無關的項目(non-war add-ons)，包括12億的科學預算。

這12億中，有4億會用來支持生醫研究。這對我們這些人來說是個天大的好消息。自從伊拉克戰爭以來，生醫研究預算就一直沒有增加，使得這一兩年許多研究員因為申請不到經費，被迫從學校或公家機關換到私人機構工作。不過布希已經威脅將動用否決權，排除一切新加入與戰爭無關的預算。若真的如此，大概只能等到今年11月，換Obama當總統的時候，美國的科學才有再起的機會。

其實這則新聞最令我感到有趣的地方，是在布希的邪惡統治之下，議會竟然想用挾帶闖關的方式通過科學預算。在台灣，會這樣做，一般都是為了通過一些政治鬥爭有關的法案。不知道什麼時候，我們的立法委員才能真正拋開政治成見，專心為人民做事。

Janelia farm

前一陣子去Janelia farm參加了一個跟發育生物學有關的研討會。

Janelia farm是Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 的主要園區，位於東維吉尼亞州，離華盛頓市中心只有40分鐘的車程。聽過Janelia farm的人或許不多，畢竟是個才成立不久的研究中心，但HHMI對於生醫領域的人來說，卻是再熟悉不過了。在美國，能夠成為HHMI的一員是了不起的成就，因為一般只有在某個生物學領域中巳經出類拔萃，或被認為是少年英雄潛能無限的人，才有可能被選為HHMI (Howard Hughes Medical Investigator)。更重要的是每位HHMI能夠獲得一年一百萬美金的研究經費，所以從此能夠專注於研究，不再為錢所苦。翻開主要的生物學期刊，幾乎每期都會有兩三篇HHMI所發表的文章，這個機構的影響力可見一斑。

有趣的是，雖然HHMI的錢多的花不完，在2006年Janelia farm 成立之前卻一直沒有屬於自己的研究中心，但也因此，HHMI得以將權力之手伸入全美各大生醫學院，據一位HHMI領導階級的說法，沒有一個學校敢跟HHMI說不。因為畢竟每個學校都希望自己的師資中愈多HHMI愈好；一方面可以提高學校的聲譽，一方面可以幫學校賺錢(在美國，學校只提供基本薪資，教授們必須向政府或私人基金會申請研究經費，而學校還會從申請到的經費中抽成)，萬一跟HHMI的關係沒打好，成為拒決往來戶就得不償失了。

Janelia farm是專為神經生物學而設的研究中心，目前正積極網羅各方優秀人才，相信不久後就會成為世界一流的神經科學重鎮。其建築外觀及內部設計皆由大師Rafael Vinoly一手打造，以玻璃材料為主，依山勢而建，據說光建築物本身就花了5億美圓，總面積比華盛頓的Dulles國際機場還大，是目前全美最大的玻璃建築。

據老闆還不是很確定的說法，明年實驗室可能會搬去那裡。希望是真的，讓我有機會體驗看看所謂的世界一流是什麼感覺。

照片請按這裡