撰文:吳昀樺|屏東女中
生命科學的一把刀:讀《破解基因碼的人》
如果你的小孩能夠一輩子沒有任何疾病纏身,又或是比一般人高大、壯碩、甚至更有智慧,你願意嗎?還是會選擇讓他維持原貌,儘管可能不是最完美的?
《破解基因碼的人》中的珍妮佛・道納在十二歲時閱讀了父親送給她的《雙螺旋》後,對科學產生了憧憬,下定決心要成為一位科學家。即使她在求學路途受到許多質疑,例如她的大學教授曾和她說過:「女孩子不搞科學。」她依舊堅持自己的路,完成了許多驚艷大眾的科學創舉,而本書著重討論的便是她獲得諾貝爾化學獎的貢獻—將 CRISPR 帶入世界。
CRISPR 是一種基因編輯的技術,透過 tracrRNA 及 crRNA 分工合作找到正確的 DNA 序列目標後,用基因剪刀 Cas9 進行裁剪,再將新 DNA 片段放入後黏在斷口處。相較於其他基因編輯技術,CRISPR 的高效率、低成本特色,吸引許多科學家投入研究,期待 CRISPR 未來能讓人類有更好的生活。
CRISPR 的發明者並不是人類,而是毫不起眼的細菌。細菌利用 CRISPR 記住曾經攻擊它們的病毒 DNA,而且更進一步刻在它們的身體裡。在細菌的 DNA 鹼基中,部分片段中夾著一些具有意義的序列,這些序列就是病毒的 DNA。細菌身體中的病毒 DNA 序列,是為了這些不速之客所建立的資料庫,等下次相同病毒再訪,細菌識別出它的身分後,就能展開攻勢,把它們殺的片甲不留。
要將細菌免疫的古老機制轉換成普遍的基因編輯技術,是否是個困難的步驟? 道納堅持 CRISPR 所需的成分及步驟皆已在試管實驗中完成,運用到人體是件「顯而易知」的事,不過她的競爭者認為實際應用需要創新的步驟,雙方之間火藥味十分濃厚,甚至打了一場長達十九個月的專利權官司。而法官最後判決結果如何?專利權又會落在誰家?
在運用 CRISPR 於人體的技術漸趨穩定後,科學家們開始思考究竟基因編輯在人體能用到什麼程度?「治療」與「能力強化」的分界在哪裡?因為基因突變、父母遺傳導致的矮小,都能夠使用基因編輯嗎?已經 180 公分想長得更高呢?
CRISPR 究竟是一把靈活的基因剪刀,還是一把消磨人類多樣性的剁刀?一旦基因編輯技術發揚光大,每個家長都把小孩改造成他們心目中的「完美小孩」, 每個兒童都健康、聰明,擁有金髮碧眼、白皙皮膚,這個世界還會像現在一樣豐富多彩嗎?人類的遺傳多樣性也可能就從此消失,失去演化原動力,有一天當地球環境劇烈改變,人類的結局就是滅絕,而我們在那之前能改變什麼嗎?而在解決上述問題前,科學家們都同意暫時不對生殖細胞進行編輯,怕會造成不可挽回的結局。
第一個嘗試打破這個規則的人就是中國生物學家賀建奎。在〈CRISPR 寶寶〉一節中,講述了賀建奎協助世界第一對基因編輯嬰兒誕生的故事,他的起初想法類似優生學,希望透過 CRISPR 技術讓一對罹患 HIV 的夫妻擁有健康的孩子,當時他的舉動在科學界掀起一陣風波,評論大致倒向負面的一邊,科學家們認為賀建奎的行為瘋狂、傲慢、不負責任。最後他被判三年監禁、罰鍰人民幣三百萬元, 與他幻想中成為受人推崇的「全球英雄」南轅北轍。
「科學不是為了個人榮譽,不是為了私利,而是為人類謀幸福。」中國物理學家錢三強的這句話,貫穿了此書的核心價值。雖然科學家們在發表論文、爭奪專利中一直處於緊繃的競爭狀態,緊要關頭時他們仍不計前嫌,一同合作。自2019 年來,新冠肺炎讓人們身陷苦海,道納於是召集各大領域的科學家,同心協力一起尋求各種檢測、預防、治療的方法,運用 CRISPR 技術不斷改良各種檢測器、疫苗等工具,以求擺脫病毒的那天到來。
《破解基因碼的人》完整描繪了 CRISPR 開發的心路歷程,從發現、改良遇到的種種困難,一直到獲得諾貝爾獎的激昂、感動,每個細節都不輕易放過。讓我們一起翻開這本書,搭上生命科學的時光機,再次回到珍妮佛・道納的實驗室裡吧!
書名:破解基因碼的人:諾貝爾獎得主珍妮佛.道納、基因編輯,以及人類的未來
作者:華特.艾薩克森(Walter Isaacson)
譯者:麥慧芬
出版社:商周出版
出版年:2021