全球週刊封面:基因革命正在改變我們人類 (20160731 國家地理雜誌)

邱慕天 2016/07/31 19:38 點閱 1329 次

《國家地理雜誌》 National Geographic Magazine
卡菈‧范德博格是美東一間醫院的基因實驗中出生的嬰兒之一。科學家分析了她7個與藥物代謝有關的基因,使未來醫生可以按照她獨特的基因圖譜,開立客製化的藥物。

安東尼‧詹姆斯是個專門研究毒蚊子的分子遺傳學者,尤其對帶有瘧原蟲的甘比亞瘧蚊,以及散播黃熱病、登革熱、西尼羅河病毒、茲卡病毒的斑蚊特別有心得。他的理想是能開發出操控蚊子基因的方法,使牠們無法再傳播疾病。

詹姆斯似乎已走在正確的道路上,因為現在靠著名為CRISPR-Cas9的新興技術和學界已研究多年的「基因驅動」技術互相搭配,科學家已經可以刪除或改變幾乎包括生物體或器官的任何一種DNA了。

CRISPR-Cas9是一項具有無窮潛能的技術,就在過去3年來,它顛覆了生物學:把農作物吸引害蟲的基因取消(即基因改造作物),這樣不用農藥也可以期待豐收;糖尿病患者的福音,則是已能仰賴植入人類的胰島素基因的「基改細菌」,為他們供應天然的胰島素服用;

而曾有實驗室成功地把PERVs病毒(豬內源性逆轉錄病毒)入侵豬隻細胞的壞基因刪光,使它可以用於人體手術移植;同樣的技術用在愛滋病治療上,則可以將HIV病毒「亂入」破壞宿主細胞免疫功能的基因切除,恢復愛滋病患者免疫功能(註)。

《國家地理雜誌》解釋,基因驅動器具有覆蓋傳統遺傳法則的力量。按理說,有性生殖動物的後代或從父母雙方各收到一組基因副本。然而有些基因會展現「自私」的特性,讓自己處在優先被選擇和繼承的位置。

CRISPR技術結合基因驅動,則能重新在物種身上寫入一組DNA繼承順位編程,這樣,只要將一定數量「植入人工合成自私基因」的基改動物野放出去,經過幾代的繁衍,這些基因就可以強勢地改變造物設置以來的透過天擇機制維持的基因多樣性。

把虐蚊洗成「抗瘧蚊」、斑紋弄成「不孕蚊」,讓特定「有害基因」在物種或人口當中自然斷絕--或許這可以說是掌控科學的人類,第一次感受到站在造物主的高度上。問題是,我們的道德以及智慧,確定足夠指引我們操作和使用這套技術嗎?
http://www.nationalgeographic.com/magazine/2016/08/dna-crispr-gene-editing-science-ethics/

註:
逆轉錄/反轉錄病毒攜帶的遺傳分子是RNA(基因藏在RNA中),與人、豬等哺乳類的DNA不同(基因藏在DNA中);DNA是將遺傳分子正轉錄為RNA,病毒入侵宿主後則是把RNA「反」轉錄為DNA,再伺機「插入」宿主的DNA序列,等於是把宿主細胞改造成病毒複製工廠,藉此產生大量的子代病毒。

愛滋病是由於反轉錄病毒入侵宿主基因體,進而破壞免疫細胞(白血球)功能所引發,故這些來自病毒的「壞基因」恰好可以被CRISPR-Cas9 技術所針對。