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關鍵詞:幹細胞、演化

閱讀完這篇文章你(妳)能夠認識白髮是因為黑色素的幹細胞不見了所導致的。

鳥類羽毛多變,有橫紋、縱紋、蕾絲邊等多種排列方式,百年來科學家不斷研究,想解開鳥類究竟是如何演化,可以改變羽毛的顏色與型態。台大醫院皮膚科醫師林頌然經過三年研究,從幹細胞著手,發現「黑色素幹細胞」不是位於羽囊外部,而是隱藏在羽毛底部沒有色素的表皮處。

研究團隊利用三維影像重組,發現羽毛的黑色素幹細胞,形成「水平圓環形」的排列,環繞在羽毛的底部。這些幹細胞在羽毛啟動新生長期時,會活化而產生有顏色的黑色素細胞,這些有顏色的黑色幹素細胞,會向上移動到生長中的羽毛,使羽毛產生顏色。

林頌然指出,因為黑色素細胞的控制,可以讓羽毛顏色出現對稱與不對稱的排列,經過演化造就羽毛顏色多變,終於解開了謎題,解釋鳥類羽色多變的原因。

但哺乳類的毛髮呈線型生長,黑色素幹細胞的分布較聚集,接近點狀分布,限制色素幹細胞在空間上調控的自由度。林頌然猜測,人類的黑色素幹細胞會消失,但鳥類不會,所以人類會長白頭髮,但鳥類不會。台大副校長羅清華表示,這樣的發現不只解開百年之謎,對於未來進一步研究人類白頭髮也有幫助。

鳥類羽色美麗多變,是種類最多的物種之一。究竟是什麼原因,讓鳥類可以演化出變化無窮的羽色型態,一直是科學家百年未解之謎。台大利用台灣的黑羽土雞,成功發現隱藏在羽毛底部的「黑色素幹細胞」,可以控制羽毛的顏色排列,這項研究成果登上最新一期國際頂尖期刊「Science(科學)」。

林頌然從幹細胞著手,成功發展出分子探針和標記。他以黑羽土雞為實驗對象,驚然發現羽毛「黑色素幹細胞」不是位於過去大家猜想的羽囊外部,而是隱藏在羽毛底部沒有色素的表皮處,打破過去一世紀的迷思。

研究團隊接著用三維影像重組,一一解開各種羽色排列的原由。林頌然說,羽色的形成有時間自由度、空間自由度、內外自由度必須考慮。以橫紋羽為例,有一個機制容許部分黑色素幹細胞消失,造成白色橫紋,但有可再生色素,形成黑色橫紋。

而要形成「環形」羽色,則需仰賴羽囊內部環形間質,改變「Agouti」蛋白質的分布,抑制黑色素幹細胞的分化,形成多變的圖案。林頌然曾嘗試在生長中的黑羽毛,打進「Agouti」蛋白質,果然變成白色,「只要手夠巧,我們還能在羽毛上簽名。」

台大副校長羅清華表示,幹細胞是現在最熱門的研究領域之一,林頌然的成果,對未來研究人類白髮有一定幫助。台大名譽教授謝豐舟也說,癌症是亂七八糟的發育,要控制「亂七八糟」,就得先知道正常的發育,幹細胞就如磚瓦石塊,是形成房子構造的基礎,是現在最熱門的研究領域之一。




 
 
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