改變世界的基因工程與基改生物

作者:Jack   |   2016 / 10 / 07

文章來源:Jack   |   圖片來源:Yeah


基因改造生物(Gene Modified Organism)是以基因工程技術將其DNA進行修改之後,所產製出來的生物。 除了新聞比較常報導的基改食物如黃豆和玉米,還有觀賞用動植物如螢光魚,以及很多在基礎及生技產業扮演重要角色,但一般大眾比較少知的基因改造鼠等等。

隨著技術的演進,基改生物的製造,也有了不同的思維與進展。

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第一代的基改工程技術叫做基因轉殖(transgene),大約是從1980年代初期開始普及的。 概念上就是把某種基因套件送到生物體的基因裏頭,做出特殊的蛋白質。

這個技術的優點是快速,簡單,而且可以應用的生物種類很多,目前我們所熟知的基因改造農作物,還有螢光魚,或是乳汁裡含有人類凝血因子的豬,幾乎都是用基因轉殖技術做出來的。

但是,基因轉殖技術並無法控制外加基因所嵌入的位置,有點兒像散彈鎗的概念,開槍了,但不確定子彈打到哪兒了。 說不定這子彈就很湊巧的打到了很重要,但我們卻不了解的地方。

因此,科學家對於目前的基改農作物的疑慮,可以分為三大項:第一,外加基因本身做出來的蛋白質,對人體的潛在影響(比方說引起過敏); 第二,生物體本身的基因,經過基因轉殖技術變動之後,所產生的未知反應; 還有第三項,則是屬於生態方面,基因污染的疑慮。

第二代的基因工程技術,叫做基因標定 (gene targeting),大約是從1980年代中期開始發展的。 這種技術的特長,就是可以很精准地去變動基因的特定部位,但因為技術的瓶頸,效率低,時程久,只能在小老鼠身上進行這樣的基因改造。 所以,第二代基因工程的應用,絕大部份還是偏向于生物醫學基礎研究。 然而,也有以特殊的基因標定小鼠作為生產或研發平台,產製抗體類型的抗癌標靶藥物。

第三代的基因工程,則是基因編輯 (gene-editing),這種技術的概念,就是利用特殊設計的酵素,去辨識生物體的特定基因,然後將其修改。 從2006年的ZFN的初試啼聲,2012年的TALEN的改進,一直到2013年,革命性突破的CRISPR/Cas9。

為什麼說CRISPR/Cas9是革命性的技術呢? 因為它具備了所有基因工程該有的各種優點:快速,簡單,精準,跨物種。

我們甚或可以說,誰能夠將CRISPR/Cas9技術運用得心應手,就能夠在將來的生技產業占有一席之地。

透過CRISPR/Cas9,研發人員可以用更先進更謹慎的設計思維,來產製新一代的基改生物,更安全,也更多樣化。 比方說,不會變成褐色的蘑菇。

蘑菇會從白色變成褐色,但消費者都希望蘑菇是白色的,賣相好,保存期限長。 美國賓州大學的科學家就利用CRISPR/Cas9技術,在最小最精準的基因變動之下,破壞了蘑菇本身的一個基因(注意噢,不是外加一個基因),讓蘑菇可以長時間白泡泡的。 這個基改蘑菇,已經確定可以上市販售,不會受到美國基因改造法規律的規範限制,可說是為CRISPR/Cas9技術,還有相關的基改生物,立下一個很好的起跑點。

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CRISPR/Cas9技術所能創造出來的商機,目前仍無定論,但看UC Berkeley的Dr。 Doudna與MIT(麻省理工學院的張峰,為爭奪此技術之專利,所掀起的巨浪,就知其商機,肯定不在少數。

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Jack
接觸生命科學超過20年。從小小的細胞,到大大的生態,都玩過. 最後落腳在基因改造工程。希望每個人都能夠輕鬆而正確的了解,關於生物醫學的林林總總。
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