香 港 科 技 大 学 （ 科 大 ） 生 命 科 学 部 讲 座 教 授 张 明 杰 及 其 研 究 团 队 就 动 物 侦 测 光 的 视 觉 系 统 研 究 取 得 重 大 突 破 ， 有 关 研 究 已 刊 登 为 生 命 科 学 界 顶 级 权 威 杂 志 《 细 胞 》 最 新 一 期 封 面 文 章 。
张 明 杰 教 授 与 研 究 团 队 取 得 的 突 破 ， 是 动 物 的 感 光 细 胞 如 何 以 极 高 的 速 度 侦 测 强 度 差 距 极 大 的 光 信 号 。 是 项 突 破 对 于 视 网 膜 色 素 变 性 （ 人 群 中 每 3,000 人 就 有 一 人 会 患 上 此 病 ， 其 早 期 病 症 表 现 为 夜 盲 ） 及 其 他 人 类 视 觉 障 碍 的 研 究 大 有 裨 益 。 另 外 ， 它 对 于 了 解 人 类 的 癌 症 、 神 经 退 化 及 免 疫 力 障 碍 等 疾 病 的 生 物 信 号 转 导 过 程 亦 有 帮 助 ， 因 为 蛋 白 氧 化 与 这 些 生 物 过 程 有 关 。
科 学 家 过 去 数 十 年 来 一 直 努 力 研 究 动 物 视 觉 系 统 的 机 理 ， 譬 如 动 物 如 何 于 不 同 的 情 况 下 ， 包 括 黑 夜 与 强 烈 日 光 下 侦 测 光 ， 及 人 类 眼 睛 如 何 于 不 同 的 亮 度 环 境 下 作 出 反 应 及 调 控 光 的 接 收 。 大 部 分 动 物 都 有 视 觉 侦 测 系 统 ― 即 不 同 形 态 的 感 光 细 胞 ， 从 而 侦 测 食 物 来 源 、 异 性 、 捕 食 者 与 猎 物 、 以 及 定 位 等 。 虽 然 动 物 世 界 里 的 感 光 细 胞 之 设 计 与 目 的 各 有 分 别 ， 它 们 吸 收 光 信 号 （ 或 光 子 ） 转 化 为 视 觉 反 应 （ 或 电 子 反 应 ） 的 机 理 却 十 分 相 似 。
张 明 杰 教 授 及 其 团 队 利 用 果 蝇 的 感 光 细 胞 作 为 模 型 系 统 ， 发 现 动 物 眼 睛 内 称 为 INAD的 支 架 蛋 白 会 跟 随 光 线 的 强 弱 而 发 生 分 子 结 构 的 改 变 ， 从 而 调 控 光 信 号 的 侦 测 速 度 与 信 号 输 出 的 大 小 。 INAD 蛋 白 这 种 倚 赖 光 的 分 子 结 构 变 化 ， 乃 是 由 动 物 眼 睛 的 快 速 氧 化 还 原 所 致 。
张 明 杰 教 授 续 称 ： 「 在 暗 光 的 环 境 下 ， 还 原 的 INAD 蛋 白 处 于 还 原 状 态 ， 让 果 蝇 的 视 觉 系 统 可 以 保 持 对 光 侦 测 的 高 敏 感 度 ， 而 随 着 光 线 强 度 的 逐 渐 增 加 ， INAD 蛋 白 进 入 氧 化 状 态 ， 从 而 降 低 了 感 光 细 胞 对 光 线 的 敏 感 度 。 因 此 ， INAD 支 架 蛋 白 在 动 物 视 觉 侦 测 系 统 内 ， 起 了 『 变 阻 器 』 的 作 用 ： 感 光 细 胞 将 随 着 侦 测 到 的 光 线 强 弱 而 调 整 输 出 的 神 经 信 号 强 弱 。 」
张 明 杰 教 授 称 ： 「 科 学 家 已 知 道 人 类 以 至 苍 蝇 等 昆 虫 的 视 觉 系 统 能 够 以 几 十 毫 秒 至 几 百 毫 秒 的 高 速 在 差 异 很 大 的 环 境 内 侦 测 光 线 的 存 在 ， 包 括 星 光 以 及 较 星 光 强 超 过 100 万 倍 的 阳 光 直 接 照 射 。 如 果 人 类 与 动 物 在 这 些 方 面 有 缺 憾 ， 后 果 不 堪 设 想 。 譬 如 说 ， 如 果 人 类 不 是 能 于 不 足 一 秒 的 时 间 内 对 高 速 驶 至 的 车 辆 有 所 反 应 ， 或 者 苍 蝇 不 能 够 于 一 瞬 间 侦 测 到 迎 面 而 来 的 苍 蝇 拍 ， 便 会 闪 避 不 及 。 」
张 教 授 与 研 究 团 队 于 科 大 生 物 核 磁 共 振 中 心 取 得 研 究 成 果 ， 该 中 心 是 全 亚 洲 最 先 进 的 核 磁 共 振 中 心 之 一 ， 装 备 包 括 800 兆 赫 、 750 兆 赫 及 500 兆 赫 的 核 磁 共 振 光 谱 仪 。 多 年 来 ， 张 教 授 的 团 队 一 直 在 综 合 利 用 核 磁 共 振 光 谱 学 、 X 射 线 晶 体 学 、 生 物 化 学 、 分 子 生 物 学 与 细 胞 生 物 学 等 方 法 的 基 础 上 ， 致 力 于 神 经 结 构 生 物 学 的 研 究 。
科 大 校 长 陈 繁 昌 教 授 称 ： 「 张 明 杰 教 授 与 研 究 团 队 就 动 物 的 视 觉 系 统 取 得 重 大 突 破 ， 其 学 术 结 果 更 刊 登 于 顶 级 生 物 医 学 杂 志 《 细 胞 》 ， 令 我 们 最 感 欣 慰 。 科 大 致 力 促 进 科 技 研 究 ， 我 们 的 科 研 突 破 能 为 人 类 带 来 裨 益 。 」
张 明 杰 教 授 的 突 破 性 发 现 已 获 刊 登 于 6 月 24 日 的 《 细 胞 》 杂 志 ， 并 成 为 封 面 。 张 教 授 及 其 科 大 团 队 近 年 第 二 次 获 《 细 胞 》 杂 志 刊 登 研 究 结 果 。 他 们 就 肌 动 蛋 白 6 如 何 导 致 失 明 失 聪 的 研 究 于 2009 年 获 《 细 胞 》 杂 志 刊 登 ， 而 有 关 肌 动 蛋 白 7 的 研 究 的 最 新 发 展 则 于 今 年 2 月 获 世 界 顶 尖 学 术 期 刊 《 科 学 》 刊 载 。
相 关 资 料 ：
张 明 杰 教 授 在 传 媒 简 报 会 上 的 介 绍 资 料
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叶洁明
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