蜜蜂磁鐵沈積及磁場導航機轉之研究

生物性的鐵質沈積可分為二大系統：細胞外的鐵沈積及細胞內的鐵沈積。磁鐵是鐵沈積物質中，最令人感到興趣的；因為它與生物的回家（巢）行為有密切的相關。研究蜜蜂的鐵沈積過程及磁場導航是我們實驗室的長期興趣。過去，我們的工作有以下的主要進展； (1) 發現蜜蜂鐵沈積細胞內鐵顆粒的發育過程及其超微構造。 (2) 發現蜜蜂鐵顆粒內有超順磁磁鐵，及細胞骨架與鐵顆粒的囊胞膜鍵結在一起。 (3) 發現蜜蜂神經系統分佈在含超順磁磁鐵的細胞內。 (4) 發現蛋白質存在於鐵顆粒的囊胞內，可能參與鐵的沈積。 (5) 發現群居性蜂類中的虎頭蜂的腹部也有磁性反應。(6) 發現虎頭蜂鐵沈積細胞內鐵顆粒的發育過程及其超微構造。(7)建立蜜蜂鐵顆粒的純化技術。基於以上的進展，將繼續以蜜蜂為材料，以電子顯微鏡技術、蛋白化學技術、磁鐵鑑定技術及動物行為研究為方法，做橫向及縱向的系統性研究，以瞭解蜜蜂的磁鐵沈積及磁場導航的機轉。因此；我們再規劃下列的研究項目，進行研究：（1）建立蜜蜂鐵沈積囊胞的純化技術。（2）純化蜜蜂鐵沈積囊胞的膜蛋白及膜內蛋白並且獲得抗體。（3）用電子顯微鏡免疫技術標定蛋白在囊胞的位置，以瞭解其生物功能。（4）定出鐵沈積囊胞膜蛋白及膜內蛋白的部份氨基酸序列，並與現在已知的帶鐵蛋白及參與鐵沈積的蛋白作比對。（5）利用電子顯微鏡免疫技術探討何種cytoskeleton 參與鐵沈積囊胞膜的鍵結。（6）用電子顯微鏡免疫技術瞭解ferritin 是否參與蜜蜂的鐵沈積過程。（7）利用超導量子裝置(SQUID)測量純的鐵顆粒是否是超順磁磁鐵。（8）利用電子順磁共振光譜儀(EPR)測量純的鐵顆粒是否是超順磁磁鐵。（9）利用磁力顯微鏡(MFM)觀察純的鐵顆粒是否是超順磁磁鐵。（10）測量蜜蜂可辨別地磁的距離。（11）利用外加磁場是否會干擾蜜蜂的回巢行為。期望能以分子細胞學、磁鐵鑑定及行為研究解開蜜蜂的磁鐵沈積及磁場導航的機轉。

系統編號:PA9408-0807
原計畫編號:NSC94-2311-B182-008