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與水共舞的脂膜分子

2005/02/04 邱淑慧
從脂膜分子與水的微妙律動,開創出醫學研究的嶄新視野。

重點提要

台大物理系趙治宇,以自己動手改裝的儀器,首度完成在電子顯微鏡下觀察液態水環境的重大突破,並且發現脂膜分子與水分子共存時呈現出的特殊狀態。期望運用於活體細胞的觀察,對醫學研究有所貢獻。
沒有水就沒有生命,生物體內的每個小小細胞都充滿了水,也都生存在水裡,但是,水分子是否能直接通過細胞膜,卻一直未有定論。而台灣大學物理系趙治宇,利用自己改造的全球第一部生物環境穿透式電子顯微鏡(Bio TEM),首度觀察到水與脂膜分子的共存狀態,是一種未曾發現的微妙動態平衡。這項研究成果發表於2004年12月10日《物理評論通訊》(Physical Review Letters),引起了國內外許多生物學家與醫學家的注意與重視。趙治宇以他自行改裝的BioTEM,觀察到一種前所未見、由脂膜與水分子所形成的共存狀態。細胞膜是一種雙層脂膜(lipid bilayer),膜外層為親水端,內部則為疏水端,因此離子與極性分子不易通過。1980年代以前普遍認為,當分子夠小、動能夠大時,分子可以經由滲透方式而通過細胞膜。1988年,阿格雷(Peter Agre)以實驗證實,水分子可經由膜蛋白構成的通道而進出細胞;1998年麥金農(Roderick MacKinnon)則利用X光繞射,確認了細胞膜上離子通道的蛋白質結構。阿格雷與麥金農也因此獲得2003年諾貝爾化學獎。然而,細胞膜的脂膜分子間並無鍵結,水分子...

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# 關鍵字:科學人新聞物理
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