2024年

探討「互相牽制」中整除問題的整數解

在這篇作品中,探討科學研習月刊中森棚教官的數學題-「互相牽制」的整除問題,此問題是指「你可以找到多少組正整數對(x, y),讓x的平方減5為y的倍數且y的平方減5為x的倍數?」。我們除了探討原問題之外,也探討將5改為任意整數 l 的情況,我們要刻畫滿足 y | x2- l 且 x | y2- l 的所有整數解(x, y)。 首先建構生成另一組整數解的方法且推導出在 (x2+y2-l) / xy 為整數的條件下生成另一組整數解的方法。在 (x2+y2-l) /xy 為整數的條件下,可利用二階齊次線性遞迴數列及二次曲線刻畫滿足 y | x2 - l 且 x | y2- l 的所有整數解(x, y)。當上述條件不成立時,利用二次曲線試圖刻畫滿足 y | x2 且 x | y2 的所有整數解(x, y),進一步推導出在特定條件下,可利用二次曲線刻畫滿足 y | x2且 x | y2的所有整數解(x, y)。

探討內源性大麻素對果蠅細胞自噬與生理功能的影響及角色

內源性大麻素系統對人類體內平衡具重要影響,但尚未有以果蠅作為模式生物,探討內源性大麻素 2-AG對果蠅細胞自噬與生理功能的關聯性研究。本研究中我們透過降解或過度表達 2-AG的合成酶與分解酶,調控果蠅細胞內 2-AG的含量,發現 2-AG含量多寡對果蠅抗飢餓與抗壓力能力具正相關之影響。再進一步探討細胞自噬的表現與 2-AG含量的關聯性,發現降解 2-AG之分解酶,會使細胞自噬量顯著增加。我們將本研究推廣至以果蠅複眼為觀察標的,初步研究內源性大麻素含量對神經退化性疾病的影響,未來可應用於疾病治療並探討此機制與細胞自噬的關聯性。

從心開始-三角形的四心到各邊距離和

此研究討論三角形𝐴𝐵𝐶的外心、重心、垂心、內心到三邊之距離,並依銳角、直角及鈍角三角形,去比較各距離總和之大小關係及相互之間的關聯性。其主要結果為: 1.用外接圓半徑𝑅及∠𝐴,∠𝐵,∠𝐶表示各心到三邊之距離。 2.設外心、重心、垂心、內心到三邊之距離總和依序為𝑑1, 𝑑2, 𝑑3, 𝑑4 ,其大小關係為: (1)在銳角∆中,𝑑1 ≥ 𝑑2 ≥ 𝑑4 ≥ 𝑑3,僅當正∆ 時,等號成立。 (2)在直角∆中,𝑑1 > 𝑑2 > 𝑑4 > 𝑑3。 (3)在鈍角∆中,𝑑1 > 𝑑2 > 𝑑4 恆成立。𝑑3與𝑑1、𝑑2、𝑑4比較,並無絕對關係,但在等腰鈍角∆,我們給出其大小順序的臨界值。 (4)在鈍角∆中,若最大內角≥ 120° ,則𝑑3 > 𝑑1 > 𝑑2 > 𝑑4。 3.在銳角∆ 及直角∆ 中,等式𝑑2=2/3 𝑑1+1/3 𝑑3和 𝑑2+1/3 𝑑1-1/3 𝑑3-1/3 𝑑4 = 𝑅 恆成立。

老化相關之組蛋白N端乙醯酶Naa40p於小鼠神經細胞HT-22的功能探討

表觀遺傳學(Epigenetics)是研究行為與環境因子如何對基因表現產生影響, 主要是藉由DNA甲基化、組蛋白修飾、非編碼核醣核酸來影響基因表現, Naa40p (N terminal-alpha-acetyltransferase 40 protein) 也稱為NatD、Patt1或Nat4 是一種組蛋白乙醯轉移酶,修飾組蛋白H2A及H4。在酵母菌的研究中,Naa40p 的缺失可以延長酵母菌的複製壽命(Molina-Serrano D., 2016)。在The Human Protein Altas資料中,可以看出人體中Naa40p在腦部有較高的表現。因此想了解Naa40p在小鼠海馬體神經細胞HT-22中具有什麼樣的功能。 藉由CRISPR基因編輯技術產生Naa40p剔除的突變株,進行細胞功能的檢測,在移動能力相關的傷口癒合測試中,Naa40p剔除的突變株癒合速度明顯快於野生型,期望能藉由更多細胞功能的檢測來更全面地了解Naa40p於神經細胞相關的功能與機制。

探討黃胸錐腹蜾蠃交尾、做巢行為對產卵與育幼之影響

本研究探討黃胸錐腹蜾蠃(Delta pyriforme)交尾、做巢、產卵、育幼等生殖行為。結果一雌雄壺蜂平均性成熟為 77±10.8、63.7±5.7 小時,交尾結合只有 11 秒。結果二壺蜂用大顎與前足以 0.8×10-3m/s 速度拍打泥球,讓巢固定成型,結蜂繭後巢硬度達 4269gw。結果三受微風影響卵搖 9.3 次/s,此時卵柄的張力對卵做出 164.3nkg.m/s 衝量值,當衝量越大、卵搖晃時間越長、停下時間要越久。結果四壺蜂會依不同體型獵物,施予不同的力搬運回巢,被麻痺獵物血液流速為 1.64~1.13cm/s,氣孔被打開 494%,以延長獵物壽命,有助於壺蜂幼蟲攝食,達到育幼後代的目的。

探討星系交互作用對恆星形成速率與恆星質量關係的影響

星系的恆星形成速率與恆星質量關係一直是天文研究中的熱門主題。為何星系在相似的恆星總質量下有不同的恆星形成速率?這些差異的基本機制是什麼?為了回答這些問題,在這個研究中,我使用了 Sloan Digital Sky Survey(SDSS)的大量光譜數據以及 Hyper Suprime- Cam(HSC)Survey 所獲取的深度成像數據,來研究星系合併對恆星形成速率的影響。首先, 我使用 HSC 圖像來尋找正在合併過程中的星系子集,之後使用了機器學習演算法幫助辨別所有在 SDSS 數據集中有 HSC 觀測的合併星系。然後,我分析合併的不同階段對恆星形成速率與恆星質量關係的影響,並將其與獨立星系的關係分別進行比較。最終,結果顯示,平均而言,合併星系的星形成速率約是恆星質量相似的獨立星系的 2 倍,這證明星系合併是影響星系恆星形成速率與恆星質量關係的關鍵機制之一。

探討長片段非編碼RNA:IRX4-AS1在前列腺癌中的角色 Investigate the Role of Long Non-Coding RNA: IRX4-AS1 in Prostate Cancer

前列腺癌(PCa)是全球男性最常見的惡性腫瘤,雄性激素受體拮抗劑是常用的治療藥物,而其存在抗藥性演進問題。人類基因組有98%的基因未編碼蛋白質,許多研究證明這些非編 碼RNA在細胞中具重要功能,並與前列腺癌進程有關。 本研究藉由分析病人檢體資料,發現IRX4-AS1在前列腺癌細胞的表現量高於正常細胞,並且IRX4-AS1表現量較高的病人五年存活率較差。我們也在體外實驗發現,IRX4-AS1的202異構型主要表現在細胞核;203異構型則多在細胞質,兩者可能有不同作用機轉。相較於IRX 4,IRX4-AS1的穩定性較高,顯示其可能與蛋白質共同作用。在抗藥性細胞株中,IRX4-AS1表現量則低於正常細胞株。 未來將研究IRX4–AS1對前列腺癌惡化與抗藥性的影響,期待其能做為疾病診斷及預後的生物標誌物。

The Role of Impaired SUV3 in Mitochondrial Dysfunction and Its Linkage to Insulin Resistance in Type 2 Diabetes

第二型糖尿病的主要致病機轉為胰島素阻抗性, 但胰島素阻抗性的機轉仍不清楚。以往研究發現胰島素阻抗性與粒線體功能異常高度相關,但是兩者➀間的關係及機轉目前仍有爭議。本研究以 SUV3來進行調控,SUV3為粒線體RNA分解體➀組成要件,負責粒線體RNA中的代謝及調控。小鼠SUV3缺失會引起粒線體DNA突變,粒線體功能下降,而這些表現型可以經由會由母系遺傳到下一代。我們發現這些經母系遺傳到粒線體DNA突變的小鼠,會產生葡萄糖不耐症與胰島素阻抗性,伴隨骨骼肌的磷酸化Akt表現量明顯下降。進一步的研究發現經母系遺傳到粒線體 DNA突變的小鼠會產生高游離脂肪酸血症及運動耐受性下降,間接卡洛里測定顯示脂肪酸燃燒的比例下降。影響胰島素信息傳遞途徑,因而引發胰島素阻抗性。這些研究結果將有助於糖尿病患者的臨床研究,並希望能夠幫助患者。

探討玉米不同種原間減數分裂染色體互換之差異

減數分裂是育種的基礎,透過其中的遺傳重組可以分離連鎖的基因,提供研究和篩選優良基因組合的機會。然而每次減數分裂中的遺傳重組數目存在自然限制,也就是每對同源染色體平均僅發生兩個互換,且大多位於染色體的末端,這使得在研究或育種的過程中,尋找理想的遺傳組合變得極為耗時。本研究採用免疫螢光染色技術來分析玉米不同品系,在減數分裂時遺傳重組發生的數量,目的是探討多樣性的基因種源是否影響遺傳重組的數目。研究結果顯示,不同玉米品系間的遺傳重組數目具有顯著差異,且呈現分群的現象,這表示不同基因種源可能帶有差異性的重組調控相關基因。基於這些發現,我們期待未來能深入研究影響遺傳重組數目和位置的機制。

獵物狀態對蜈蚣捕食行為的影響

覓食對動物來說是至關重要的行為,而最佳覓食理論可解釋單獨覓食策略,其模型可計算獵物的獲益能力。前人研究蜈蚣捕食行為概分三部分:蜈蚣捕食行為順序、毒液作用效率、獵物密度對其捕食方式的影響。然而皆無討論蜈蚣依靠何種感官捕食、攻擊不同部位之優劣、獵物型質對蜈蚣捕食時間的影響,本研究以少棘蜈蚣、杜比亞和紅蟑為實驗物種,透過型質測量和捕食紀錄探討以上三點。結果顯示蜈蚣捕食獵物主要依靠觸覺且攻擊獵物腹面較優勢;紅蟑型質改變使蜈蚣搜索及處理時間有顯著不同,杜比亞差異卻不明顯;用最佳飲食模型算出杜比亞的獲益能力顯著高於紅蟑,故蜈蚣捕食杜比亞這類獵物能獲得更多好處。本研究可為蜈蚣的行為生態提供進一步的參考資料。