● 五彩十色的熔岩燈。 網上圖片不知大家有否聽過什麼是「熔岩燈」、「水母燈」？它們是十分精美的家居擺設：在一瓶液體之中載浮載沉着一團團將熔未熔的蠟（當然也可以是其他合適的材料），恍如一隻隻水母在水中暢泳，看起來饒有趣味。不知各位有否想過，「熔岩燈」涉及的科學原理，原來在細胞之中也有着十分重要的作用。今次就和大家探討一下這個課題。
不同化學特性 就如水滴浮沉
細心一想，細胞之中有着多種多樣的化學物質，有什麼方法可以將它們互相分開？細胞解決這個問題的其中一個科學原理，和熔岩燈背後的原理，其實有點像水和油混在一起的情況：在某些環境下，不同物料的粒子不能夠混和在一起（甚至互相排斥），那麼就會好像在常態之下的水和油一般，兩者會自我分開；當然在其他情況之下，比如在水及油中加入洗潔精，這些物料就可以「共融」相處，「不分彼此」了。善用這個原理，就可以適時地將不同的化學物質分隔開來進行合適的生化程序。
早於1899年，美國細胞生物學家威爾遜（Edmund Beecher Wilson）就已猜想，細胞的主體可能包含了不同的液體，而不同化學特性的部分就如水滴一般浮沉於其中。不久之後，亦有研究人員提議，這個可能就是細胞整理各種化學物料的機制；而這個機制出了問題，可能就是一些疾病的成因。
這些想法在當時沒有太多的證據支持，自然沒有太多人留意。及至2009年，科學家Anthony A. Hyman和Cliff Brangwynne在研究蠕蟲胚胎的基因蛋白質的時候，發現了跟熔岩燈相類的現象：這些蛋白質就好像沙津醋中的油分一般，初時可能會向四方擴散，及後又會逐漸互相靠攏，形成一團更大的液體。這與當時大眾的想法有點差距：當時的生物學家大多以為，這些基因蛋白質就如一顆顆小珠一般，以固體的狀態存在。
其後，科學家們找出方法，在實驗室試管中進行相關的實驗，致令這方面的研究得到急速的發展：尤其是在2015年左右，不少研究團隊都在各種蛋白質之中觀察到相似的現象。
機制失效凝固 會令病人漸凍
不知道大家還記不記得幾年前的「冰桶挑戰」？這個活動為俗稱漸凍人症的運動神經元疾病（ALS）籌款。研究人員發現，這些病人控制活動的神經細胞之中，有些蛋白質不尋常地凝固成塊：最初是這些蛋白質與其他物料結合，以「水滴」的狀態在細胞之中出現；其後這些「水滴」變得愈來愈硬，繼而影響病人的運動神經。由此可見，細胞中的化學物質不適時地從細胞中分離出來，的確是會引致疾病的。
製保護膜抗高溫
這種令物質分離出來的機制，卻也可以用來幫助細胞適應環境。科學家們發現，在太酸的環境之中，酵母細胞可以利用這個方法令一些蛋白質變成一個「保護膜」來保護自己；當周圍環境的酸鹼度回復正常，這個「保護膜」就會消失。也有其他的研究發現，其他的酵母蛋白質可以用來製造「保護膜」去對抗高溫。
到了今天，這方面的研究還在蓬勃發展：科學家們更在開發更多的研究工具，好讓更清楚地了解什麼環境之下什麼化學物質會被分隔出來。
這也再一次展現了各種學科之間的關係：看起來常見的物理現象、原理，原來在生物的國度之中有着極重要的影響呢！■杜子航 教育工作者
早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。