2008-07-17

[報導] 我們能創造生命嗎?

儘管科學已有長足的進展,基因完人的夢也從未消失,人類改造DNA的知識及能力仍還在學步階段。且聽Vivienne Parry道來。

Vivienne Parry 撰,lavande 譯,Fan-Lu Kung 校

未來的父母親能否透過試管受精或其他遺傳工程技術指定嬰兒的特質?比如金髮、碧眼、白皮膚?或者有音樂天賦?也許來個資優寶寶?簡單一句話:可能不行。所謂「量身訂做的嬰兒」目前還未成真,將來成功的機會恐怕也不大。我這就告訴大家為什麼。

假想有對過度要求的爸爸媽媽,一心想要個超級運動員兒子吧!目前,的確有些和運動能力相關的基因可供他們選擇。比如有個名為ACTN3的基因,該基因的某種形式能夠製造出一種快速收縮的肌纖維中才有的蛋白質,它能使短跑選手充滿爆發力。一項針對優秀短跑選手所做的研究指出,有95%的短跑選手具有該種形式的ACTN3基因。然而,這對父母親有個麻煩,能使體質強健、運動表現優異的基因高達數百個,ACTN3只是其中之一,其他絕大多數基因的身份還未明。所以,即使刻意揀選個帶有此「快跑基因」的胚胎,仍然無法保證它長成後一定是個運動長才,遑論拿奧運金牌了。況且話又說回來,好的運動表現也不是只有好的基因就夠,和你努力練習的程度、你是否接受或使用專業的訓練和器材、你的積極度、你的飲食…等都有關。

這對父母親還有另一個難題。如果這胚胎是他們的,那麼胚胎的基因就會是倆人基因的組合;假使他們都沒有正確形式的ACTN3,則胚胎自然也不會有。就算他們倆其中一人有正確形式的ACTN3,也並不表示他們的所有胚胎都有此基因形式。所以,他們可能還得從許多個胚胎中挑出具有此「快跑基因」的男性胚胎才行。
橫在這對父母親面前的還有另一道障礙。篩選出胚胎後,還要將它植入母體的子宮發育。然而,即便在最好的診所,體外受精的成功率也只有40%;要是母親的年齡大了點,成功率又更低。

現今,患有遺傳疾病的父母有兩種方式可降低孩子罹病的風險。第一種方式是篩選體外受精用的精子。只讓帶有X染色體的精子與卵子結合,就能確保媽媽只會懷上健康的女寶寶 。

第二種方式稱為「植入前遺傳學診斷」技術,主要是篩除帶有特定染色體異常或遺傳疾病的胚胎。目前,惟有可能會生下遺傳疾病小孩的父母方可使用此方式,應用範圍也只限於纖維性囊腫等極為特殊的遺傳疾病。在英國,「植入前遺傳學診斷」至今共只有500例,均為嚴重疾病;然而自1990年起,英國體外受精案例每年就約有25,000起。

先不管這麼做會觸犯到現行的法律,究竟當代科技是否能改變胚胎的基因,使遺傳疾病不要發生?假若變動到胚胎卵子或精子細胞內的基因(亦即所謂「生殖細胞基因治療」),那麼未來的世代子孫都將擁有這個新的基因。


基因靜默

基因靜默是項行之有年的技術,通常被用來製造一種研究基因功能的利器—「基因剔除小鼠」。首先將人造DNA導入小鼠胚胎幹細胞中,以抑制特定基因的表現(即使其「靜默」)。而後將改造過的幹細胞導入小鼠早期胚胎,再將此胚胎植入母鼠子宮中。最初得到的子鼠,體內僅有部份組織表現新基因,但經過重複繁殖後,新一代子鼠全身各部位都會表現新基因。

然而,大部分基因都具多重功能,就算只改動一個基因也可能造成致命的結果。根據統計,約有15%的基因剔除小鼠無法自然存活,其他的則往往有身體缺陷的毛病。以人類為例,有個能讓智商增加10分的基因,卻會將罹患一種肌肉疾病的機率提昇10%。這種疾病會使肌肉不自主地痙攣,讓人不良於行。修改基因不像編輯一份Word檔案那麼簡單。DNA是條螺旋細長狀、肉眼看不見的分子,上面寫滿數以百萬計的基因字母;要想更動其中三個字母而不傷害DNA其他部份,是項極為艱鉅的挑戰。就因為改造基因仍有潛在風險,「量身訂做嬰兒」的夢想現在還只是紙上談兵,將來或許也很難實現。

不過,若想從頭開始建造一個新個體,目前倒是辦得到的。在今年一月的「科學」雜誌上,一個美國研究團隊報導,他們如何在實驗室中將基因物質堆積、建構出一常見細菌完整的DNA密碼(1)。該團隊先合成小塊的DNA,再將它們「黏」成較大的基因卡匣(cassette)。最後,將大的基因卡匣連接成環狀的基因組,一套人造的黴漿菌基因組就製作完成了。

這項被稱為「合成生物學」的技術,結合了科學及工程學的知識,可以建構出全新的生物功能及生物系統。美國J Craig Venter Institute研究團隊希望有朝一日能應用人為設計的基因組做出對人類有益的細菌,比如製造乾淨的燃料、吸收空氣中的二氧化碳…等。

然而,許多人也非常擔心,人造的生命難免出現瑕疵品,或被用於生化恐怖攻擊。他們認為,一旦放任人造微生物散逸至環境中,或被有心人士利用來製造生化武器,後果將十分危險。現在,國際間尚無評估人造生物之安全性的法律或監督機制,英國皇家科學院等組織目前正廣徵民眾對於此科技的觀點及看法。

參考資料:
1 Complete Chemical Synthesis, Assembly, and Cloning of a Mycoplasma genitalium Genome
Science 29 February 2008: Vol. 319. no. 5867, pp. 1215 - 1220
http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/sci;319/5867/1215

原文出處:The Observer, April 27, 2008 (p22 of the Part II: Life & genetics section)
http://www.guardian.co.uk/science/2008/apr/27/infectiousdiseases.stemcells?gusrc=rss&feed=science

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