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遺傳工程淺說
 

 

 


 


邵鵬柱教授

畢業於倫敦大學
帝國學院
現任香港中文大學
生物化學系
教授及系主任

近年在報紙雜誌上,我們常常見到某科學家發現致癌的基因、某研究小組成功地將抗病害的基因嵌入農作物內等報導。究竟用甚麼方法達到這些目標?行外人想必覺得有些深不可測。不過,這門科技,和我們的關係日益密切。它一方面增加我們對大自然的認識,改善我們的生活質素;另一方面,它又引發了各種各樣的社會和道德問題。因此,作者試圖以簡明的描述,幫助大家了解這門科技。

改造生命的技術,或遺傳工程(genetic engineering), 是透過改變生物體內的DNA來達到的,人類細胞有二十三對染色體(chromosome),記錄了每個人的外形、生理和心理各種特性。染色體是由兩條單鍵脫氧核糖核酸(DNA)互相纏繞而成。單鍵DNA上有A,T,C,G四種?基分子(base)互相配對將結構穩定。

A,T,C,G四種?基在DNA上的排列,決定了基因(Gene)的性質。基因是DNA上記錄細胞所製造的蛋白質(Protein)的區域。細胞在不同的時間和發育過程,產生不同的蛋白質,推動各種化學反應,使新陳代謝和成長得以進行。打個譬方,若我們視DNA為錄音帶,A,T,C,G就是磁粉,記錄了樂曲(基因)的訊息;錄音機將歌曲播放,就如基因表達成各種蛋白質。不同的歌曲組合成一輯有獨特風格的曲集,就如蛋白質的相互作用,造成有不同特性的細胞或個體。

七十年代,是遺傳工程萌芽的年代。一九七零年,美國約翰霍金斯大學的H. Smith發現了細菌內有一種名為內切?(restriction enzyme)的酵素,可以將DNA切割成首尾兩端有黏性的片段(sticky end fragment);七二年史丹福大學的 P. Berg 成功將腫瘤病毒(tumor virus)的DNA組合到大腸桿菌內,確立了遺傳工程技術(圖一)。一九七七年,英國劍橋大學的F. Sanger、美國哈佛大學的W. Gilbert等分別創立了快速測定DNA?基序列(DNA sequencing)的方法;一九八三年,在美國Cetus公司任職的K. Mullis發明了一個可將微量DNA擴增數百萬倍的技術。這些發明,大大促進了遺傳工程的發展。

現在,我們已可以利用細菌或其他生物,生產大量對人類有用的物質,如胰島素、生長激素等。生物的性狀,又會受外源基因的影響而改變;於是,我們可以將不同的基因,導入動植物體內,使它們的特性,更符合人類的需要。我們甚至可以用這個辦法,來治療人類的遺傳病。

利用DNA自動測序儀(automatic DNA sequencer),現在一般的實驗室,不難於每天測出數千個?基序列。九十年代開始,美國更開展了人類基因組測定計劃(human genome mapping project),打算花三十億美元,於二零零五年之前,將人類的DNA序列測出。屆時,我們將更容易找到各種遺傳病的成因和治療的辦法。
遺傳工程的開發,使人類擁有前所未有的能力去了解和改變包括人類自己的各種生物。大家要對這項科技關注和了解,從宗教、哲學、社會、倫理、經濟、法律等不同角度討論。這樣才能充份發揮遺傳工程的積極作用,使這門科技更好的為人類服務。

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