細菌的換腦工程

細菌的換腦工程
知識通訊評論第58期

科幻小說中有不少人工換腦的故事。想想看，身體不過是維持大腦運作必須的工具罷了，而「腦」才是決定個體身分的中樞。當然我們現在無法想像，當一個活生生的腦植入另一具身軀中，它該作何感想？

單細胞的細菌沒有腦，但是指揮它運作的是「基因組」，也就是由ATGC四個遺傳密碼所組成的遺傳程式。目前已知最簡單的細菌基因組包含了四百八十五個基因。美國梵特研究所(J.CraigVenter Institute)的科學家幾年前就已經發現，這四百八十五個基因中有一百零四個基因對於這個細菌的生命運作並非必要。因為當他們把這些基因破壞後，細菌還好好的活著！剩下三百八十一個基因究竟如何讓這個細菌的生命系統運作正常，仍然是個未知的謎！

七月五日英國的“自然”雜誌進一步報導了梵特研究所對兩個細胞Mycoplasma物種所做的實驗結果。科學家想把M.mycoides完整的基因組全部送進M.capricolum身體中，看看capricolum會不會順利接受mycoides基因組的指令而「活過來」？結果答案是肯定的！capricolum的「身體」這時候完全呈現mycoides的特徵，這是第一個細菌「換腦」成功的例子！

過去科學家也曾經做過類似的嘗試。兩年前有人想把行光合作用的細菌基因組送進酵母菌中，希望看到酵母菌開始能行光合作用，結果令大家大失所望。得到細菌基因組的酵母菌不僅仍然不會行光合作用，它身體內部細菌基因組大部份都被「消音」而沒有任何作用。

細菌「換腦工程」的成功，不僅給合成生物學，設計新的生命型態，開啟了一個新的里程碑，同時它也牽引出許多新的挑戰，譬如說mycoides和capricolum這兩種細菌基因組遺傳密碼排列順序間的差異是百分之二十四，這是capricolum身體所能容忍的最大限度嗎能？梵特研究所的科學家相信，細菌「換腦工程」或許是解決未來能源危機的重大利器。因為總有一天，利用細菌「換腦工程」，我們可以設計出一種全新的超級細菌，能把植物的纖維素分解成葡萄糖，再將葡萄糖發酵成可作為汽車燃料的酒精。當然科學家也該及早去評估這些超級細菌會對環境生態產生什麼樣的影響了！(周成功)