合成生物學揭示發展方向

香港科技大學學生最近遠赴美國麻省理工學院參加一個名為International Genetically Engineered Machine(iGEM)的合成生物學比賽，並憑科研突破奪金。

合成生物學(Synthetic Biology)是近代科學及工程的新領域，結合了其他領域的知識與工具，涉及的領域包括系統生物學、基因工程、機械工程、機電工程、資訊理論、物理學、納米技術及電腦模擬等。目前，合成生物學已在多個行業落實應用，例如農業、能源、製造業及醫學。當中比較著名的基因工程就是合成生物學其中一個範疇。追蹤基因特徵來追朔物種關係和演變歷程。改變食物基因來增強產量與保障健康。基因排序機器誕生協助專家分析基因，特別是遺傳性疾病。

這比賽是全球規模最大的合成生物學比賽。今年於11月舉行；共130支來自世界各地的大學隊伍參賽，參加人數達2,000人。

iGEM自2003年開始舉辦，由當時麻省理工為期一個月的獨立活動時段孕育出來。那個時候大學生已經可以製造能夠閃動的細胞。後來這個比賽大受歡迎，2004年有5隊參加，2008年已經多達84隊，2009年112隊，2010年超過130隊伍參與。

科大學生連續三年參加比賽；2008年他們獲得銅獎，去年獲得銀獎，今年則獲金獎。

今年的參賽隊伍共有14位同學，大部分為一年級學生。他們主修的學科各有不同，包括生物、化學、生物化學、物理、分子生物醫學，以及化學及生物產品工程。他們有5位顧問，都是較高年級並有相關經驗的科大同學。

這些學生在他們的導師－生命科學部周敬流教授－的指導下花了大半年時間進行研究。

他們發現：當金黃葡萄球菌(Staphylococcus aureus)分裂到某個程度，會發出一種信號分子相互通知以協調攻擊人體組織。

科大的iGEM隊員參考了有關乳酸桿菌(non-pathogenic Lactobacillus)和金黃色葡萄球菌的文獻，發現兩者在同類間互通信號的傳導途徑非常相似。因此，他們想到把葡萄球菌細胞受體(即信號接受器)外接部份和桿菌的受體嵌合成一個混合細胞受體。若然把該受體的轉基因放到桿菌內，便可讓桿菌得以接收球菌的攻擊信號。接收到信號的桿菌會繼而自發把信息下達，調控另一個轉基因製造釋放一種科大隊員預先轉移到菌體內可抑制球菌的短鏈蛋白肽。

該短鏈蛋白肽已在多本生命醫學的權威雜誌上刊載過，能有效阻擋球菌間相互通信，從而抑制由球菌繁殖帶來對人體的損害。

周敬流教授表示，這一群剛進大學不久，來自不同學系的學生，在短短八九個月內，從全無實驗經驗到訂立這嶄新的課題，並拿到卓越的成果，至為難得。足以表現出科大學生把學習，科研和課外活動融為一起的理念。他們能表現出高度的團隊精神，互相合作，實為科大學生活動的典範。

同期也有中大和港大參與。 中大的比賽項目是利用基因編碼來為資料加密，這個獨特性為他們帶來金獎。港大則在細胞上加插油脂受體來加強清理海面油污。

除了金獎銀獎外，比賽還有大會季軍，亞軍和總冠軍。得到季軍的英國Bristol布里斯托大學見到每年收割後農田殘留很多肥料，便利用螢光細菌來探測殘留肥料，讓農夫只在肥料不足的施肥，省了不少成本，也減少環境破壞。

得到亞軍的北京大學則改變細菌基因來製造一些蛋白質去探測水銀，另一些蛋白質則吸收水銀。

拿冠軍的斯洛文尼亞大學則利用基因作編寫程式生成新的蛋白質。基本概念就是把基因(DNA)當作蛋白質群的棚架以建立細胞內的生產線。這些蛋白質有自己的活躍部分，等於生產線上的工人，每人負責一個工序。由於基因排序可以操控，旋扭的角度也可以操控，連結在基因的蛋白質的位置也調節。最後就可以根據專家的設定來新的蛋白質，甚至其他生物構造。

我個人期望這些研究能夠與香港藥廠合作。可是，香港藥廠能否有這樣高研究水平生產新藥物？

綠色技術系列－聚焦太陽能

太陽能電池板雖然面世多年，轉換比率仍然很低，需要大量太陽能電池板才能獲得足夠的電力。轉換比率高的太陽能電池售價較高，舊式太陽能電池則比較便宜。

折衷的方法就是模仿衛星信號接收器，利用大量鏡子反射太陽光，並且利用電腦追蹤太陽。鏡子成本比太陽能電池低，於是整體成本就能下降。




另一方面，夏天陽光普照，商業大廈卻遮蔽了很多地方，室內環境卻耗費電力照明。不但浪費陽光，還浪費電力。美國科學家明白了這個道理，猛然發明太陽能照明系統，直接把陽光導向到室內。唯一耗用電力的地方就是追蹤太陽方向來調整集光器的方向。所需電力大約等於一個燈泡。另外，為了減低成本，採用新的塑料鏡代替傳統玻璃鏡。這樣新技術能夠避免塑料高溫變形。詳情請看這裡。

日本已經開始在各地使用。台灣早已經醒覺。香港呢？

活用searching 使你聰明

最近有研究指出中年或年長的有經驗網絡使用者，在網站搜索資料時的腦部比較活躍，在看書的時候則有所減低。因為他們認為搜索資料時，同時要處理複雜的信息，作出適當判斷，所以動用的腦力比較多。同時研究人員認為，新手不懂得面對或者忽略了網上信息，導致不懂得判斷如何走下一步。

因此當我們或者是google新時代在搜索資料時候，除了看懂搜索結果，還要背後作出分析和判斷，才是真正的活用網上搜索，否則所有有意義的東西都被簡化為畫面。

可是，從另一角度看這個研究結果，為什麼網絡新手在做什麼都沒有改善呢？這裡可能有兩種解釋。１）這位網絡新手對什麼都不起勁，少上網，少看書，什麼都不能刺激腦袋。２）這位網絡老手只是網絡上的老手，少看書，一看就覺得悶，便睡著了，自然無法刺激腦部活動。

如 果我們把焦點放在看書，然後再做一次，找一位看書老手和一位看書新手，來作比較，便有機會出現兩大可能。Ａ）看書新手做什麼都不行，看書老手在看書的時候 腦部特別活躍。配合原先的實驗結果，我們可以知道當人做他喜愛或者擅長的東西，自然保持腦部特別活躍。活用網上搜索只是剛剛好其中一種現代方式。Ｂ）兩者 做什麼腦部活動都沒有大分別，我們那個時候才可以推斷活用網上搜索是保持腦部活躍的好方法。

我當然相信Ａ的機會比較高，因為深度閱讀人士 至少應該有聯想這種特質。可以是真實性的聯想，另外一種是幻想性的聯想。前者的普遍例子是研究人員，文學家，歷史學家，評論員，作家；後者的普遍例子是藝 術家，設計師，建築師，作家等等。深度閱讀人士在閱讀過程會與自己的經驗做比對，勾起對其他事物的回憶，對始末因由作分析。越有創意的人，聯想能力越強， 甚至越奇怪。看到辣椒，想到高音，小提琴，莫札特，音樂，奧地利，想到尖銳，紅色，興奮，熱情，情人，．．．．

誰有這麼多聯想？答案就是小時候的我們，沒有框框，對什麼都好奇，腦部最活躍。當我們習慣了這個世界，對腦部刺激少，不用的腦細胞慢慢老化被淘汰。活到老，學到老，才能醒目到老。



(網絡新手在網站搜索資料和者看書時的腦部活動)


(有經驗網絡使用者在看書時的腦部活動)


(有經驗網絡使用者在網站搜索資料時的腦部活動)


（有關新聞：Internet use 'good for the brain' ）