生命 Archive

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生殖科技的倫理省思

作者|周成功(長庚大學生命科學學系教授)

任何一個新生命的誕生,對母親、家庭或是社會都是一個新的喜悅,但同時也帶來新的責任。

我們身體大約是由一百多兆(十的十四次方)個細胞所組成,這些細胞又可依其結構與功能,區分成二、三百種不同的細胞像神經、肌肉、血球等等。不同的細胞,各司其職,但又協同一致地運作,我們才會有一個健康的身體。人身上所有的細胞都起源自一個受精卵,這個受精卵不僅具有無窮生長分裂的潛力,從單一細胞發育成由一百多兆個細胞組成的個體。不僅如此,在細胞生長分裂的過程中,另一套精微的分化程式同時在展開:從開始看來完全相同,逐漸分化成外觀,功能完全不同的細胞,進而組成特定的器官與個體。是誰在發號施令指揮這一系列生長/分化的進行?這是現代生物學裡最重大的挑戰之一。

科學的發展帶給我們對生命新的認知,但往往會帶來對現有倫理價值新的挑戰。(圖片拍攝:蔡怡鈴)

任何一個新生命的誕生都代表著一個奇蹟的出現!想想單從一個受精卵開始,每一次細胞分裂,30億個遺傳密碼組成的遺傳程式就要複製一次。每一次細胞分裂,儲存遺傳程式的染色體就得經歷一次如臨深淵、如履薄冰的挑戰,怎麼把複製完成的兩套染色體正確無誤地分別送到二個子代細胞;這是個極端精巧複雜又絲毫不能出錯的過程。任何差錯都可能導致子代細胞錯失了若干重要的調控基因,而導致後續發育的災難!

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未來的醫學非常個人化

作者|周成功(長庚大學生命科學學系教授),本文曾刊登於遠見雜誌152期(蕭富元整理)

要回答未來的事情,大部分科學家會很遲疑;過去有很多預測是錯的,因為我們大部分都是在現有的知識體系、範疇裡做預測。在生命科學的領域裡,人類基因計畫是個起點,把人類與其他生物的遺傳訊息做整體的解剖,現在這些東西都在我們面前。

未來複製生物會隨處可見?(圖片來源:beckstei@Flickr)

毫無疑問,下個世紀生命科學的起始點就是這些information。我們要問自己,如何利用這些information來瞭解生命的運作、演化,這是未來十年到二十年的主流。從這裡延伸出來的問題非常重要,會影響我們每個人。

研究基因體所產生的基因資訊,找出這些資訊的意義是很重要的。比如說,未來醫學的主流應該是預防醫學,如果瞭解基因資訊在生老病死中扮演的角色,我們對生老病死就有了掌握。其實現在就有這樣的例子,比如膽固醇過高,可能是從母親遺傳到不好的基因,有了這樣的認知,就可以注意自己的飲食。

基因會影響很多生理狀態,基因資訊就提供如何預防或重新建立生活形態的關鍵。還有,為什麼有的人抽菸會得肺癌,有的人不會?這裡面有沒有遺傳資訊的基礎?瞭解這個就會讓我們對健康保健有全新的看法。現在很多人在找高血壓、糖尿病、心臟病牽涉的基因資訊,這個影響將非常廣泛。

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抗老化的迷思

作者|周成功(長庚大學生命科學學系教授)

過去100多年中,文明的進步最顯著地反應在人類壽命的延長,我們有沒有可能進一步再創造一個青春永駐的社會?如果不生病,人究竟可以活多久?有人推斷說,容易做的過去都已經做了,像嬰兒死亡率的大幅降低、傳染疾病的消除等,因此縱然我們有希望克服癌症或心臟病,我們平均壽命的增加也不會超過20年!

海龜的天敵不多,不需要急急忙忙地繁殖後代,可以多投資在身體的修補保養,因而得以長壽(圖片來源﹕++zola++@Flickr)

人類壽命的增長真的沒有希望了嗎?科學家當然不會放棄這樣的挑戰。透過各種模式動物的探討,我們不斷聽到一些老化研究最新的進展。譬如說有人發現了所謂的「老化基因」,因為當這些基因被破壞以後,動物的壽命可以延長。也有人成功地用藥物來延長像線蟲、果蠅、甚至小魚的壽命。這些新聞當然立刻就觸動了商人和消費者的末稍神經,各式各樣的抗老化食品充斥坊間,當然也就帶來了究竟哪樣方法有效的困惑。老化究竟是怎麼回事?

在自然界中,絕大多數的動物在還沒有衰老之前,就已經被吃掉或是病死。在非洲原野裡找不到老的斑馬,而老斑馬只有在動物園裡才看的到。因此老化是文明的產物!

小老鼠養在實驗室裡,被照顧得很好,最多也只能活三年,而海龜可以活上200~300歲!為什麼不同動物的壽命會有如此大的差異?演化生物學家很早就提出了一個「投資抉擇理論」來解釋這樣的差異。

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【電子文庫-SHS生命科學專題】書評「23 對染色體—解讀創生奧秘的生命之書」

科博文says:2001年英國《Nature》雜誌出刊了長達六十二頁的長文〈人類基因組初步序列和分析〉。至今,科學家已歷經10年的奮鬥和努力,也不斷改寫人類基因組密碼的新成就。因此,今天要為大家介紹的好書就是《23 對染色體—解讀創生奧秘的生命之書》,姑且讓我們一探究竟!

撰文作者|Johnny(國立臺灣大學植物科學研究所畢)
特約編輯|Vita chen(國立臺灣大學植物科學研究所畢)

《23 對染色體:解讀創生奧秘的生命之書 》/Matt Ridley著

身為圓頂方踵的高等生物—人類,對於生命科學的起源與其中奧秘不可不知,無論你的專長是在哪個領域,探索完這本生物知識書籍,都可讓你對人類有不同層面的深入認識。這本書的第一印象即是開門見山的書名—23對染色體,其亦為影響人類的生長發展的重要物質,作者也巧妙利用人類染色體的數目,作為獨特的分段方式,把各探討主題和染色體作故事性的連結,讓人體的奧秘可以深入淺出的方式作介紹,也提供讀者可很快接受並了解其來龍去脈,書中更提到一些有名的人類疾病是由哪些基因所影響,這些也都隨人類基因的解序,從一無所知到深刻了解,但由90 億個DNA基因密碼所編排而成的「有字天書」,仍尚待科學家去仔細解讀這部偉大的經典,許多與人類有關的學門領域,例如:醫學、犯罪學與心理學等…,這些事實上與基因的運作是息息相關,或許難解的人類習題可以從基因研究中獲得適當與合理的解釋。

三百多萬年以來,生物特徵的基因組代代相傳,並經過基因重組、剔除、突變與嵌入,造就出地球生物圈的多樣化。但是生命科學的奧妙之處,是在於我們永遠追不上生物演化的腳步,總是等到結果發生了,事後才去了解為何事情如此發展。目前尚有一大段失落的人類起源演化歷史等著我們去拼湊,可是卻始終只拼出完整圖案的角落樣式,書中提及最令人類震驚的事實,即是「人類與黑猩猩理應是完全不相干的兩種生物,但仔細利用染色體或基因進一步比對,竟然相似度達百分之九十八」。姑且先不論那剩下的百分之二其差別性在哪?這足以使我們或許要重新審視更具代表性的工具,去檢視地球上的生物有機體。事實上,這些發現也要歸功於在生命科學領域有貢獻的科學家,將組成人類組成的最小配方一一的找出來,並且排列組合的研究與探索,這也是一條無止境的研究之路。

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【電子文庫-SHS生命科學專題】淺談科幻電影銀翼殺手與生命科技的發展

科博文says:這部29年前的科幻遺珠,在2004年英國衛報訪問中獲得56位頂尖的科學家評選心目中最佳的科幻電影。導演雷利史考特不但改變了一般人對未來世界的刻板印象,同時對《複製人》允許與否的道德界限提出了更多省思。

撰文作者|陳文楠(台北市立大同高級中學物理科教師)
特約編輯|Vita chen(國立臺灣大學植物科學研究所畢)

銀翼殺手電影原美版海報。 (圖片來源: http://en.wikipedia.org/wiki/Blade_Runner)

西元2004年英國衛報訪問了五十六位頂尖的科學家,請他們評選心目中最佳的科幻電影。在這群學術研究的專家中,最佳的科幻電影是1982年由雷利史考特執導的銀翼殺手(Blade runner)。在銀翼殺手即將問世三十年的前夕,藉由本文談談這部當年超越時代甚多,剛推出時惡評如潮,但隨著時間越受肯定,且影響後來科幻電影(如駭客任務等)發展甚多的科幻電影。

銀翼殺手改編自科幻小說作家菲利浦狄克的短篇小說“機器人會夢見電子羊嗎?Do Androids Dream of Electric Sheep?” 。這部小說發表於1964年,當初默默無名,在作者窮困瞭倒過世後,1982 年由雷利史考特帶領哈里遜福特完成電影的翻拍,一般評價認為電影本身的翻拍超越了作品本身。

電影的劇情敘說在2019年的地球,人類的科技已經可以製造出複製人,直接以成年人的形態出現,並且在基因的控制下,可以設定死亡的年齡。這一些被商品化的複製人,被派往危險的太空殖民地進行各式各樣艱難的工作,有的是體能良好的採礦人,有的是在俱樂部工作的美麗女子,有的是設定為智力高超的全能領導型人物;但無一例外的是在製造的過程中都已經預先設定好工作年限,時間一到就會停止生命機能。哈里遜福特是在地球上追捕逃亡的複製人:一個頂尖的銀翼殺手。原本已退休離開警界,但在一次外星殖民地大規模叛變中,數名複製人潛回地球後,他奉命重出江湖展開人生中最重要的一次追捕行動…。

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【跨科際閱讀】歐洲黑死病的基因秘密

科博文says:十四世紀歐洲黑死病大流行,造成當時倫敦近半人口死亡。遺傳學家最近利用新基因技術,希望能建立鼠疫桿菌基因組與黑死病的關聯,這些研究雖然引起爭議,但科學家認為,將有助瞭解並控制未來的流行疾疫。

【2011.11.18/跨科際閱讀/全文原載於2011.11.01《知識通訊評論月刊》歐洲黑死病歷史專題】

▲從東士美菲挖掘出的遺體。

歐洲可怕瘟疫的消息傳至英國倫敦後,居民開始挖洞掘墳,一三四八年,倫敦主教斯特拉福(Ralph Stratford)捐出數英畝土地,用於埋葬遠超過教會一般墓地能負荷的大批黑死病罹難者。倫敦原本居民有四萬至十萬人,兩年之內,三分之一至半數人口不幸死亡,數千具遺體都掩埋在東士美菲與西士美菲新掘的墓坑,在疫情的最高峰,每天得埋葬兩百名死者。

東士美菲舊稱聖三一墓地,是少數確知曾在黑死病時期使用的墓地,估計約有兩千四百具遺體埋葬在此,有些重疊放置五層,一九八○年代開挖其中近三分之一,儘管當時情況危急,遺體擺放仍井然有序,皆為東西向,有些舖上木炭,或是為吸收遺體腐化流出的屍水,許多遺體旁也有當時使用的錢幣及首飾。這些得宜處置不僅避免遺體曝屍街頭,也讓黑死病死者有尊嚴地依據基督教習俗下葬,也讓科學家在六百五十年後有機會,解剖這場襲捲歐洲的疫病。

遺傳學家近期已運用東士美菲埋葬的骨骸,重建造成淋巴腺鼠疫的鼠疫桿菌基因組。

這是人類首次解開古代病原體的序列,或有助於解釋為何這項疾病會如此蔓延傳染。這也代表古代疾病基因學研究的復甦,過去這項領域頗具爭議,但如今已然重生,加拿大麥馬斯特大學古遺傳學家波納爾(Hendrik Poinar)也參與序列解碼工作,他表示,「學界已出現古病原體的解碼競賽」。

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【電子文庫-SHS生命科學專題】基因科技與醫療–如何運用1000美金做投資,購買基金或解開基因?

科博文says:生技學家在1990~2005年間,已完成人類基因組的定序,同時亦有許多證據醫學證據顯示人體情緒、疾病好發程度,甚至是暴利因子等,都與基因調控息息相關。在基因定序如此快速的科技時代下,若花數千元美金即可購買自己獨特的生命密碼,你願意嗎?

撰文作者|Johnny(國立臺灣大學植物科學研究所畢)
特約編輯|Vita chen(國立臺灣大學植物科學研究所畢)

想知道自己獨特的生命密碼不再是遙不可及的科技 (圖片來源:JohnGoode|Flickr)

隨著基因定序科技的快速發展,生技學家已有能力將人類 DNA 全盤解序,全基因體定序及檢測已非遙不可及。而國內科技霸主鴻海集團董事長郭台銘先生,其身旁的親人都因癌症侵襲而相繼辭世,為此,郭台銘先生亦欲探索家族中是否隱藏容易罹患癌症的基因,進而在台灣開始進行郭氏家族DNA解序計畫。該計畫與康聯生醫科技企業合作,並命名為「H-Gene」。其目的除將人體的全基因定序外,也將此結果與個人疾病預測與健康程度的好壞作結合,此波龐大的計畫將改寫台灣在健康產業領域的營運模式。隨著定序技術的穩健快速,這項「H-Gene」計畫,估計每個委託客戶只需抽5毫升血液,約莫兩個月就可得到全基因體定序資料。

但是基因序列究竟為何?對非專業領域的人來講,仍是一項熟悉的陌生知識。人類基因組由30億對核酸分子組成,分別位於23對染色體上,其組成物質為四種鹼基,分別是:腺嘌呤(adenine, A)、胞嘧啶(cytosine, C)、鳥糞嘌呤(guanine, G)和胸腺嘧啶(thymine, T)。這些 DNA 密碼,嚴格縝密的配對規則:A和T配對,G和C配對,構成梯子般螺旋結構。人體的基因組就是由此四個角色所規律的排列組合而成,如果利用文字與書本作為形容,一個人類基因組的 DNA 密碼字數,統計起來則相當於15套大英百科全書,共60億個文字組成。

隨著普及化的DNA定序科技,越來越多科學家試圖利用此工具,區別名人與一般人先天之差別為何?以當代具有影響力的大人物為例,舉凡如:前不久逝世的的科技偉人的賈伯斯、股神巴菲特、天文物理學家霍金、運動名人亦或企業老闆等…,這些人他們的基因排序組成是否異於常人,到底與眾不同之處為何?也值得去研究了解。

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【電子文庫-SHS生命科學專題】基因科技與食品生技飲食-基慌或飢荒?

科博文says:基因改造食品這名詞或許你我都不陌生,有人認為這是拯救糧食危機的可行方法之一,但也有人認為未知的風險過大。到底該如何兼顧理想與現實才能解決科學饑荒,其實是你我都不能置身事外的課題。

撰文作者|Johnny(國立臺灣大學植物科學研究所畢)
特約編輯|Vita chen(國立臺灣大學植物科學研究所畢)

GMO在龐大的人口壓力下,再度成為備受重視的議題之一。(圖片來源:theOOBE|Flickr)


【世界將變得更擁擠 !】
根據聯合國組織估計,今年10 月,全球人口將突破70 億大關,平均每秒鐘即有5 位嬰兒誕生。世界人口每年增加7,800萬人,並於在2050年恐達90 億。當人口不斷增加,如何既滿足上百億人口的糧食需要,已經成為本世紀面臨的巨大挑戰。

【不食則反,謂之飯】
糧食對於人類需求度而言是無時無刻,因此專門生產糧食的農民,在農業上所扮演的角色更是杜絕饑餓的核心人物,儘管如此,現代農業發達的背後仍有隱憂。世界人口激增,人民與糧食爭地,造成糧食供不應求,這個現象也一直是難解決之課題。究竟在短暫的40年載,有何良方可餵飽全世界?因此,我們對於農業的未來必用不同角度去思考。

鑒於農業生物科技的進步,不再侷限於土地的耕作,進一步延伸發展至基因改造生物( Genetically Modified Organisms, GMO )的研究,而為什麼人類非要發展GMO食品不可?基於許多現實的問題考量:糧荒的問題首當其衝,其二則為落後國家為了解決醫療與營養問題,如創造出富含維生素A的黃金米用以作為夜盲症的預防;甚者,極端氣候導致農產時序錯亂等問題都渴望藉此能予以解決。其實,生技發展就是與時間不斷競賽,農業生物科技化可將想法以最快的時效付諸實行,無論是以基因工程或是以傳統育種方式產生,許多作物皆必須以全新的面孔為人類貢獻,迄今仍以如何使糧食增產為首要解決課題。

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【電子文庫-SHS生命科學專題】2011 諾貝爾生醫獎–揭開免疫系統的神祕網絡

科博文says:過去一個月裡,這世界或多或少都有了些改變-世界科技偉人- Steve Jobs 的殞落,讓不少人留下無限感嘆。然而,一直以來不遺餘力改寫世界科學的偉人也陸續獲得肯定。特此,今日推出2011年的科學盛事 -【解讀2011諾貝爾生醫獎】一文,期待你我在11月裡都能有所收穫。

撰文作者|Vita chen(科文計畫特約編輯/國立臺灣大學植物科學研究所畢)

2011年諾貝爾生理暨醫學獎於十月三日揭曉,美國的包特勒(左起)、法國的霍夫曼及加拿大的史丹曼三位科學家共同獲獎。(圖片引述出處:http://tw.myblog.yahoo.com/khwang_99/)

免疫學的肯定

今年諾貝爾生理暨醫學獎得主於 10 月正式出爐,分別由三位免疫學家共同獲得:美國的包特勒 (Bruce Beutler),盧森堡出生的科學家霍夫曼(Jules Hoffmann)以及加拿大的史坦曼(Ralph Steinman )。該獎項肯定了三位科學家長期致力於人類免疫系統機制的研究成果,同時也意味著人類在預防和治療「感染、癌症和發炎」上將會有長足的進步。但較讓人遺憾的是,史坦曼於頒獎前三天不幸逝世,而諾貝爾委員會更是破例依照預定名單受獎予史坦曼,肯定他對人類醫療科學的貢獻。 Read the rest of this entry »

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【電子文庫-SHS生命科學專題】世界醫療議題—愛滋身,責之切?

科博文says:從發現第一起的愛滋病例,至今年已過30年了,而歷年來愛滋病與人類免疫缺陷病毒的相關議題更是不曾少過。面對人類這個重大傳染疾病,不論是科學家、資助者或醫療人員都必須攜手合作,落實每一項完善且可解決愛滋問題的策略,使人類在對抗愛滋病的故事得以寫下暫時的結局。

撰文作者|Johnny(國立臺灣大學植物科學研究所畢)
特約編輯|Vita chen(國立臺灣大學植物科學研究所畢)

圖片來源:iwouldstay|Flickr


【愛滋發酵】

日前臺大醫院8月份發生的「移植愛滋器官」消息震驚全台。另一則,則同樣發生於林口長庚醫院,懷有身孕的麻醉部女醫師,在未被告知病患為愛滋病患者情況下,沒戴手套為病患插管,沾染濺出之血液…隨之而來的這些報導不知各位讀者是否有震撼之感? 但接連兩起的重大醫療疏失,不但為台灣醫界投下了震撼彈,亦讓今年適逢發現第一起愛滋病歷屆滿30年的抗爭之路再次發酵。

【愛滋身 責之切】

事實上,從歷史的角度而言,愛滋病雖自一九八一年被發現到一九八四找到致病的人體免疫缺損病毒(HIV),迄今已三十年載,雖然在剛發現的三年之內就研究出致病因子,但解開這令人恐懼的醫學之謎卻花費了近十倍的時間,於三十年後才開始建立許多正確的相關醫學知識。醫學發達的二十一世紀,人們對愛滋病的歧視仍存在,而且對愛滋病魔的恐懼也仍未消除,其實上述事件的發生應該都可以事先預防的,而新聞事件的受害者也可能只是社會中的冰山一角,許多無辜的愛滋病帶原者,或許一生都籠罩在愛滋的陰影中過生活,可能一輩子要揹負此沉重十字架!愛滋身,責之切?

【抗爭之路】

針對人類疾病史上如此棘手的問題和挑戰,愛滋病不但為全球醫學研究焦點,許多國內外的相關民間關懷愛滋團體亦紛紛成立運作,醫療科學機構更投入研究對抗愛滋病毒的疫苗。如此大規模的全球抗愛滋,其實無非是想要完全可以駕馭此一病毒,進而不畏懼。在科學家的努力之下,但就是去年,幾項研究已證實如服用反轉錄藥物,可以有效預防愛滋的感染。另一方面,今年5月,美國研究人員研製愛滋病疫苗更有重大突破:24隻恆河猴經注射含有人體內都有的巨細胞病毒(CMV)疫苗後,能有效控制體內愛滋病毒逾一年,而且病毒更逐漸被清除,研究人員則希望3年內研製出用於人體測試的愛滋病疫苗。

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