[轉錄]狂牛病與庫賈氏症

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作者: Yukie (Yukie) 看板: studyteacher
標題: [中學] 生物補充 -- 狂牛病與庫賈氏症
時間: Tue Oct 27 23:12:35 2009


圖文版：
http://edumeme.blogspot.com/2009/10/blog-post_27.html

今天自由時報上有一篇讀者投書：『我的朋友得了狂牛症』，
作者希望藉由他的朋友的遭遇來抗議政府開放美國牛肉進口的政策。

其實，
吃『得了狂牛症牛隻的肉』會不會造成人類的病變一直都有許多爭議。
在美國有一些科學家建議還是少吃為妙，因為誰也說不得準。
這些科學家因為得罪相關的利益團體，
許多人視這些科學家為眼中釘，欲除之而後快。

2006 年時有位研究狂牛症的科學家與家人在自家門口被埋伏的歹徒射殺，
全家無一倖免。
而在這之前已有其他三位研究狂牛症的科學家遇害。
所以這個爭議不是祇有在台灣發生，在美國也是意見紛雜 (註一)。

但是無論如何，自由時報的這篇讀者投書還是有問題的，
因為他的朋友得到的庫賈氏症 (CJD) 可能與牛肉一點關係都沒有，
而單純是個人基因病變所致。

先來談一談狂牛病與 CJD。

這兩種疾病都是神經系統的病變，
得病者腦部會呈現如同海綿一樣的空洞狀，並在發病後不久死亡。
這兩種疾病如此相似，得病者遭受許多折磨，
但科學家一直找不到病因所在。

CJD 患者的腦部，有許多澱粉狀的沉澱，並出現海綿狀空洞 (圖片來源)

後來 Stanley B. Prusiner 經過幾十年的研究發現狂牛症與 CJD 的病因
並不是病毒或細菌，而是由一種稱為 Prion 的蛋白質所造成的疾病。
這是人類所知的第一個由蛋白質造成的疾病。
Stanley B. Prusiner 也因為 Prion 的研究得到 1997 年的諾貝爾生理醫學獎。

Stanley B. Prusiner 領取諾貝爾獎 (圖片來源)

我們每個人的體內都有一種叫做 Prion 的蛋白質，
它在細胞內生產後會被送到細胞膜上展現生理機能。
不過，有些個體因為基因突變的關係，讓細胞生產出不正常的 Prion 蛋白質。
這些因為基因突變所造成不正常的 Prion 蛋白質就是狂牛症與 CJD 的初始起因，
狂牛症是牛的 Prion 病變；CJD 是人類的 Prion 病變。

圖左：正常的 Prion 蛋白質；圖右為不正常 Prion 蛋白質 (圖片來源)

正常的 Prion 蛋白質在使用一陣子之後會有損傷並被細胞分解掉，
細胞再產生全新、完整的 Prion 蛋白質來替代。
但是基因突變產生的不正常 Prion 蛋白質沒辦法被我們的細胞所破壞，
使得不正常蛋白質在組織中逐漸累積 (舊的不去，新的一直來)，
最終將細胞撐破，造成細胞死亡。

可怕的是，不正常蛋白質還具有感染力，
當它與正常 Prion 接觸會使正常 Prion 形態發生改變，
也成為不正常的 Prion，這樣的過程經過幾次後，
體內不正常的 Prion 數量呈等比級數的增加而變得非常多量，
如果這些 Prion 累積在腦部細胞，就造成許多腦細胞的死亡，
腦部變成類似海綿的空洞狀組織，這就是 Prion 造成神經病變的原因。

正常的 Prion 蛋白質 (PrPc) 被致病性 Prion (PrPsc) 影響，
也成為致病性 Prion (圖片來源)

不過，如果祇是單純的基因病變所造成，狂牛症應該比例很少才對，
畢竟會發生基因病變的機會不多。
但是為什麼會有這麼多狂牛症牛隻呢？

後來發現，原來是在牛的飼料中加入了羊骨粉，
很不幸的，這些羊骨之中，
有一些來自於得到羊搔症 (羊的 Prion 疾病) 的羊隻，
更不幸的是，羊搔症 Prion 與牛隻的 Prion 結構很類似，
可以誘發牛隻的正常 Prion 改變為不正常 Prion，
造成吃過骨粉的牛隻大量發病，這是狂牛症大量發生的原因。

致病性 Prion 具有抗酸、抗鹼、抗熱的特性，
加熱至 300℃ 以上仍然不受破壞；
一般蛋白質在 65~80℃ 就被破壞掉了。
因為它抗酸、抗鹼、抗熱的特性，
所以羊骨製成為骨粉的過程沒辦法破壞它，
而使它可以感染牛隻。

那麼 CJD 呢？目前知道 CJD 的發病途徑有三種，
第一類就是前面所說的基因突變，這個比例比較低，
每百萬人約一人會因為自然的基因突變而得到 CJD；
第二種途徑是經由遺傳所得，
CJD 的患者中約有 10% 是因為遺傳到父母親的突變基因而發病；
第三種發病原因是與患者使用了相同的器械，
經由傷口、血液傳染到不正常的 Prion 蛋白。

由這三類發病途徑可知，
前面所提到的投書作者的朋友可能與狂牛症牛隻一點關係也沒有，
純然祇是自身突變、遺傳所致。

註一：
一些研究指出，Prion 的疾病可以由羊傳染給牛；牛可以傳給人，
這些由狂牛症傳染給人的 CJD 稱為新型 CJD(vCJD)，
主要患者為年輕人，而傳統的 CJD 主要患者為 35~50 歲的成年人。
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我在 Youtube 上的影片：
http://tw.youtube.com/user/YukieChen
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 122.117.65.159
※ 編輯: Yukie 來自: 122.117.65.159 (10/27 23:19)
推pinkjia:感謝分享 正想找些簡單的文章給小朋友看呢！謝謝
推jenay:感謝分享!!!!!!!!!!!!
推tpower:謝謝分享!!! 
→hoch:WHO建議的清除prion的方法是:1N的NaOH，攝氏121加熱30分鐘
→hoch:所以prion並不是完全不怕酸鹼和高溫。
→hoch:Clinical Infectious Diseases 43: 757–64, 2006
→meghaduta:好奇的是，既然遺傳僅佔10%，突變又是極少數
→meghaduta:那由牛處所得可能性應佔絕大多數，
→meghaduta:那此位讀者認為牛肉風險高的論點應不與此衝突
→Yukie:meghaduta：CJD 90% 是因為與患者共用器械而得，
→Yukie:由狂牛症得到 CJD 的是零。不過新型 CJD 就與狂牛症有關。
→Yukie:hoch：謝謝您的指正！！
→meghaduta:抱歉..我想是我誤解你的意思
→meghaduta:因您提到可能作者朋友僅是因突變或遺傳所致
→meghaduta:而這兩種狀況機率又佔較低的狀況，使我誤解了..抱歉

[轉錄]生物資訊的範疇

轉錄自台大批踢踢實業坊
作者: boblu (六百) 看板: Biology
標題: Re: [問題] 請問生物資訊的範疇
時間: Sun Aug 9 12:15:48 2009

抱歉不熟 ptt 轉錄功能 之前一篇轉壞了已自刪

本篇為手動轉錄自 ptt 生資版：

作者 huggie (huggie) 看板 BioMedInfo
標題 [討論] 生資的五個定義
時間 Wed May 6 11:46:22 2009
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生資的五個定義

http://bytesizebio.net/index.php/2009/02/27/not-dead-overloaded/

Iddo Friedberg，BioPython 的主要作者之一，認為 "bioinformatics"
這個字眼在許多人的心目中代表不同的意義，已經被多重定義搞混了，
因此在他的部落格裡他嘗試把生物資訊的多種角色釐清。他把生物資訊分
為五個定義 (B1 ~ B5)，我覺得解釋的蠻清楚的：

B1:
撰寫可以回答生物問題的演算法，例如增快重組序列的演算法，
或者是改善微陣列晶片的叢集演算法

B2:
撰寫程式來解決分子生物上面的問題。
跟 B1 的差別在於 B1 是一種抽象思考，B2 是實際的程式。

B3:
處理資料儲存跟工具。可以使用 B1 跟 B2 來解解決這件事情。
基本上就是把生物資料透過任何方式來呈現出來，例如網頁。
並且包裝B2 的工具。

許多人，尤其是做 bench 實驗的人，以為 B1 ~ B3 就是所謂的生物資訊，
因此覺得生物資訊不是一種科學，而是一種工程。
如果你做的只是 B1 ~ B3，你很難取得教職。

B4:
解決生物問題（而非 B1 ~ B3 的資訊問題），
透過 B1 ~ B3 來實際解決生物問題。
用 mining 來發現一些有趣生物現象等。
有些 bench學者認為 B4 不是一種科學因為缺乏 hypothesis-driven research。
但有許多 paper 發在點數高的 journal 上反駁這一個觀點。
從資料中仍然可以做 hypothesis-drive research.

B5:
透過 B1 ~ B3 來解決生物問題，並且參與實驗。
針對生物問題，有些問題無法單純透過 B4 解決，需要實驗的輔佐。
有些學者認為只有B5 才是真正的 hypothesis-driven research。

會有這篇文章是因為生資最近被看扁了...XD
從 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19133107 到
http://shirleywho.wordpress.com/2009/01/28/soul-searching-in-bioinformatics/
都有一些文章在討論。

[新聞]愛滋病毒HIV的基因&結構解出了

轉載自台大批踢踢實業坊
作者: abc0 (..) 看板: Biology
標題: [新聞討論] 愛滋病毒HIV的基因"結構"解出了
時間: Fri Aug 7 22:01:54 2009

注意是那RNA"結構", 尤其是HIV不同複製期有不同motif, 與motif跟病毒功能間的關係.

http://www.etaiwannews.com/etn/news_content.php?id=1024647

愛滋病毒基因組 美國科學家破解

（中央社巴黎6日法新電）
根據今天公佈的一項研究，
美國科學家已經破解人類愛滋病毒（HIV）基因組的全部結構。

研究人員表示，這項突破應會有助科學家想出新對策，
透過研發新型抗病毒藥物，打擊病毒。

研究主要負責人、北卡羅萊納大學教堂山分校
（University of North Carolina at Chapel Hill）教授威克斯（Kevin Weeks）說：
「我們開始瞭解這個基因組使用何種技倆，幫助病毒逃過人類宿主的偵測。」

HIV如同流感病毒和C型肝炎病毒，把基因資料藏在單股核糖核酸RNA內，
而非雙股脫氧核糖核酸DNA內。
雙股DNA在所有的活有機體和某些病毒內都可見到。

這種結構造成破解難度更高，因為RNA不像DNA，
RNA可以把自己摺起來，變成錯綜複雜的3D結構。

先前的研究成功模製出HIV基因組的小結構。
HIV基因組由兩股組成，每股含有將近1萬個核苷酸
，核苷酸是構成DNA和RNA組塊的基本分子。

威克斯與同僚使用一種新技術製作出影像，
雖然解析度低，但可涵蓋較大範圍。

這項研究刊登在英國「自然」（Nature）期刊上，
可望幫助科學家發現RNA基因組決定HIV病毒生命週期的方式。
（譯者：中央社蔣天清）980806

http://www.nature.com/nature/journal/v460/n7256/abs/nature08237.html

Nature 460, 711-716 (6 August 2009) | doi:10.1038/nature08237; Received 11
May 2009; Accepted 22 June 2009

Architecture and secondary structure of an entire HIV-1 RNA genome

Joseph M. Watts1, Kristen K. Dang2, Robert J. Gorelick5, Christopher W.
Leonard1, Julian W. Bess Jr5, Ronald Swanstrom3, Christina L. Burch4 & Kevin
M. Weeks1

1. Department of Chemistry,
2. Department of Biomedical Engineering,
3. Linenberger Cancer Center,
4. Department of Biology, University of North Carolina, Chapel Hill, North
Carolina 27599-3290, USA
5. AIDS and Cancer Virus Program, SAIC-Frederick, Inc., NCI-Frederick,
Frederick, Maryland 21702-1201, USA

Correspondence to: Kevin M. Weeks1 Correspondence and requests for materials
should be addressed to K.M.W. (Email: weeks@unc.edu).

Abstract

Single-stranded RNA viruses encompass broad classes of infectious agents and
cause the common cold, cancer, AIDS and other serious health threats. Viral
replication is regulated at many levels, including the use of conserved
genomic RNA structures. Most potential regulatory elements in viral RNA
genomes are uncharacterized. Here we report the structure of an entire HIV-1
genome at single nucleotide resolution using SHAPE, a high-throughput RNA
analysis technology. The genome encodes protein structure at two levels. In
addition to the correspondence between RNA and protein primary sequences, a
correlation exists between high levels of RNA structure and sequences that
encode inter-domain loops in HIV proteins. This correlation suggests that RNA
structure modulates ribosome elongation to promote native protein folding.
Some simple genome elements previously shown to be important, including the
ribosomal gag-pol frameshift stem-loop, are components of larger RNA motifs.
We also identify organizational principles for unstructured RNA regions,
including splice site acceptors and hypervariable regions. These results
emphasize that the HIV-1 genome and, potentially, many coding RNAs are
punctuated by previously unrecognized regulatory motifs and that extensive
RNA structure constitutes an important component of the genetic code.