細胞是生物體構成的基本單位，從百年前的光學顯微鏡、電子顯微鏡、螢光共軛焦顯微鏡到低溫電子顯微鏡，目前科學家仍努力從原子層次，來了解細胞複雜的運作模式。
細胞如城市 胞器各顯神通
若將細胞比擬為城市，解說各種顯微技術觀察到的數種胞器，如何推動城市運轉，例如細胞膜如城牆，阻擋外敵的侵襲；粒線體有如發電廠，提供所有能量來源；高基氏體有如宅配中心，分發不同物品到指定地點；溶酶體猶如焚化廠，負責將損壞物質或是外來物質消化、分解，並回收利用。
這樣的學習亦可透過挑選形狀類似的食材，將被選中的食材裝飾到吐司上，依照理論設計屬於自己的細胞城市。以簡單手作，拉近科學與生活的距離，對細胞複雜運作能更了解。
圖／國衛院提供
核糖體超複雜 蘊藏遺傳密碼
其中細胞顯微構造下的核糖體，為細胞內高度複雜的機器。來自以色列、美國與英國的科學家，進一步利用X光晶體學解析出核糖體的三維分子結構，獲2009年諾貝爾化學獎。
核糖體的結構為一大、一小的次單元，小的次單元與攜帶遺傳密碼訊息的RNA（mRNA）結合，不同轉移RNA（tRNA）攜帶特定胺基酸，辨識三個核苷酸為一組的遺傳密碼，在大的次單元上依序將mRNA解碼，並進行胺基酸多肽鏈的合成。
核糖體差異性 造就抗生素
因為細菌與動物的核糖體構造不同，科學家利用其中差異，找到許多小分子，可抑制細菌核糖體的功能，但對動物核糖體影響有限，進而有效抑制細菌生長，許多抗生素就是利用這種機制研發成功，例如四環黴素就是阻擋tRNA進入細菌核糖體的次單元，G418則是抑制胺基酸多肽鏈的延長步驟，影響正常合成。
近來，抗生素抗藥性是人類健康一大威脅，目前科學家正依據更細緻的核糖體與多肽鏈結構，研發新一代抗生素。
細胞轉譯出錯 恐罹阿茲海默症
細胞會透過蛋白質折疊及轉譯後修飾，將胺基酸多肽鏈變成功能性蛋白質。細胞具備一套品管系統，將折疊不正確的蛋白質，重新折疊，或乾脆將這些錯誤蛋白質加以分解。
這也說明了，如果神經細胞出錯，就會導致阿茲海默症或者其他神經退化疾病，而甘迺迪氏症及其他類似的多聚麩醯胺酸（poly-glutamine）片段異常患者，則因特殊基因的遺傳變異，導致轉譯後的蛋白極度不穩定，容易造成不當折疊，最後神經細胞累積過多不正常蛋白質，引起神經病變。
近來生醫研究趨勢，例如神經退化與修復與精準醫療等，科學家朝向了解生命的核心如何運作，以更細緻且依個人獨特性，開發新藥或量身訂製最佳治療方式，解決醫學上無法克服的問題，挽救更多生命。
這篇文章對你有幫助嗎?
