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生物安全鎖 防止基改科技失控

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經典電影《侏羅紀公園》(Jurassic Park)系列已經播到第四集,你知道影片中造成難以控制災難的「死而復生」恐龍,其實是透過基因工程技術修補,基於商業利益而產生的基因改造恐龍嗎?「恐龍的DNA就像經過修整的舊相片一樣,基本上與原來的相同,但在某些地方已經過修補,並使它變得完整。」電影原著小說中吳博士如此解釋著所應用的基因改造工程;而擁有與《超人》、《蝙蝠俠》等同地位的知名電影《綠巨人浩克》(Hulk),則是描述一位優秀的遺傳工程學家,體內擁有遺傳自父親的改造基因,因在意外中照射到伽瑪射線而使身體產生異變,於是當他感到憤怒時,會變成具有無窮力量的綠色巨人,因此造成一系列意想不到的連鎖效應。

失控的世界不只存在於電影中 基因改造等於美好未來或是災難?

混種恐龍和混種人看似十分超現實,但現實世界早就存在了許多生物基因的融合實驗,基因改造生物已被用來生產各種產品,如藥物蛋白,如胰島素,各種藥物成分,乳製品和生物燃料。在社會,經濟,醫療和健康方面,基因改造都發揮了重要作用,舉凡從製造疫苗、清理漏油到提供人類充足的糧食,基因改造工程看似是一切問題的解藥,無所不能。科學家夢想中的基因改造工程看似承諾了人類一個更美好的未來。但這個美好承諾背後可能引發的危險,也同樣令人擔憂,像是基因改造生物逃跑到野外危害自然生態系統,與原先設計的用途背離脫鉤的可能。會不會有超級細菌流出,對自然生物鏈造成災害?

以現有的基因科技來說,這些電影中誇大的基因改造生物,離現實世界的人們並不那麼遙遠。基因工程的發展未來是否會進入一種病態的極端,對世界造成無法想像與挽回的影響或改變?基因工程科學的這方面隱憂,不只是科幻電影的創作題材,也一直是真實世界中的科學家與各國政府不斷捫心自問且希望能加以防範的道德問題。為了防止基因改造生物破壞環境,科學家已經找到一種方法來確保未來基因改造生物無法對現有的大自然造成危害。究竟是什麼方法如此神奇呢?

大腸桿菌

基因豬來了! 這是個充滿希望的未來嗎?

基因工程學家打造出一把生物安全中控鎖

這項由 Harvard 和Yale於2015年一月份發表的研究,科學家重新編譯大腸桿菌(E. coli)的基因組,在大腸桿菌的基因內做了49個修改, 使其細胞依賴一種不存在於自然界的氨基酸(sAAs)存活, 如果缺乏這個氨基酸細胞將無法執行將RNA轉譯成正確蛋白質的工作。實驗中為數多於一兆的大量大腸桿菌細胞,在被剝奪合成氨基酸後,沒有一個活了下來,這表明他們如果流出到自然界會迅速自行滅亡。負責的科學家對外說明,使用合成氨基酸作為生物安全措施,有一天可以幫助使基因改造生物在開放的環境下更加安全無虞。透過此實驗,科學家做出對控制基因改造生物的努力。應用基因改造生物設計上的弱點,剝奪其生存所需的養分,就像是創造了一個天然的後門緊急逃生路線,大大降低了基改生物災難的發生風險。這項研究的價值,在於科學家對建立出可靠基因改造生物控制開關的技術與瞭解,又向前邁進了一步。

小心謹慎的,打開潘朵拉的盒子

生物遠比人類想像的要複雜,而現在人類了解的其實也還太少。當人類的好奇心,試圖開啟藏著生命秘密的潘朵拉盒子,會有什麼未知的後果?然而潘朵拉的盒子已經被打開,人類對於未知的好奇是天性,從來就沒有全面阻擋的可能。「問題在於,我們不能迅速確定所生產的每一個改造基因,對人或對環境都是絕對安全或絕對不安全的。」亞利桑那州立大學生物與健康系統工程學院的Karmella Haynes如此點出問題。也因此,在基因工程技術迅速發展的同時,設計與提供自動的安全防範功能,就顯得越發重要。

參考文獻:
http://www.nature.com/nature/journal/v518/n7537/full/nature14095.html
http://www.ibtimes.com/biological-safety-lock-prevent-gmos-spreading-outside-controlled-environments-1791146
http://discovermagazine.com/2016/janfeb/72-engineered-safeguard-keeps-gmos-in-check
http://www.npr.org/sections/health-shots/2015/01/21/378820888/scientists-give-genetically-modified-organisms-a-safety-switch
http://hms.harvard.edu/news/no-escape


圖片來源:

http://visualhunt.com/f/photo/16578744517/ed4293d3e7/

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