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生生不息的科學(下):胚胎學研究

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內容簡介

  本書選取的文章中有多篇具有讓讀者會感到興趣的議題,有理論、有故事、有電影、有憧憬,胚胎學的研究過程高潮迭起,從1962年代英國劍橋大學戈登教授的複製蛙、經過1997年蘇格蘭羅斯林研究所魏爾麥教授複製出第一隻哺乳動物桃莉羊、到2007年代日本京都大學山中伸彌教授製造出誘發性多能幹細胞,都打破了古典生殖生理學的典範:只有生殖細胞精子與卵的共同參與才能產生後代的理論,這些結果令人眼花撩亂,其間1978年英國愛德華茲教授與史塔普托醫生的插花演出:製造出世界第一個由實驗室受精的嬰兒更是造福人類,目前全世界有超過5百萬個試管嬰兒出生,令不孕的男人與女人獲得自身的骨肉後代,最是現實利益的呈現。

  其實胚胎學研究在世界各國都遭受多多少少的忽視與阻礙,當然與人類新生命的產生與製造有關,讀者由「誰決定科學不可逾越的邊界」一文中可驗證不同國家對此類研究的不同對應態度,該文以英國與德國為例,值得閱讀與思考。根據英國「Warnock委員會」1984年向英國政府提出的報告,胚胎在受孕後的第14天開始,才在法律上具有「完全人」的地位,但在幾年後,英國的民意卻產生大翻轉,最後以醫療需求作為最重要的訴求重點,不僅符合社會的人道目的,同時也關注到倫理的基本要求,基本上允許將少於14天的胚胎作為實驗用途。德國則完全不同,一直到今天,反對胚胎研究仍是德國的主流民意,胚胎研究的爭議,在德國社會仍是個無法解開的結,而德國對胚胎研究的禁令與懷疑,就建立在產生「完美人類」的恐懼上,得注意的是:在德國的民意塑造過程中,胚胎研究的「醫療論點」幾乎完全被忽略,或者根本不具有說服力。

  總之本書十分有趣,值得推薦給讀者歡喜閱讀。

本書特色

  ★ 將過去四十年中《科學月刊》所刊載的各學科文章按編成專書。
  ★ 學術性的科普圖書,普及型的學術著作。

編者簡介

江建勳

  輔仁大學生物學系畢業、英國倫敦大學大學學院解剖及發生生物學系博士班。主修:神經生物學、胚胎學、組織學。科學月刊社理事兼編輯委員、經濟部標準檢驗局衛生及醫療器材國家標準技術委員會委員。任教:輔仁大學全人教育中心及世新大學通識教育中心。開課:通識課程「生物醫學」、「人體疾病與生態」、「心理、生理與病理」。著有《漸成基因與遺傳設計》、《創傷之源起》;主編《生物醫學》、《愛滋病肆虐三十載》。

 

目錄

主編序

生殖細胞 – 精子與卵
1.解析人類精子 梁建平
2.幹細胞變精子 古宏海
3.精子的祕密生命 林秀玉
4.小精子大軍團 程樹德
5.從亞當夏娃談幹細胞 蔡政憲、劉玉
6.胚胎幹細胞與生殖細胞 陳信孚
7.調控婦女排卵的費洛蒙 周延鑫
8.談代理孕母的迷思 陳章波

複製的省思
9.冷凍人與複製人的大騙局 江晃榮
10.透視轉殖與複製 古宏海
11.創造者現身說明桃莉羊的誕生—評《我創造了桃莉!》 羅時成
12.誰了解生殖和複製? 林基興
13.後桃莉羊時代的憧憬與省思 武光東
14.回望複製,放眼未來! 鄭登貴
15.重返侏羅紀公園 許家偉
16.當複製人成為一種可能 許家偉
17.試管嬰兒25歲囉 林基興

生殖的研究
18.分子層次的性革命 蔡耀明
19.孤雌生殖與人類胚胎 江建勳
20.生男生女講究多 程樹德
21.選配偶?基因定! 程樹德
22.當莎莉遇上哈利 賴郁婷
23.天才工廠(一):人工受精與優生學 潘震澤
24.天才工廠(二):葛萊姆與精子銀行 潘震澤
25.揭開斷背山的科學密碼 許家偉
26.誰決定科學不可逾越的邊界? 胡湘玲

 

詳細資料

  • ISBN:9789570528107
  • 叢書系列:商務科普館
  • 規格:平裝 / 192頁 / 16 x 23 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣
  • 檔案大小:0.1MB
 

內容連載

重返侏羅紀公園
許家偉


這部電影是按同名科幻小說拍攝的,原著「侏羅紀公園」作者正是鼎鼎大名的米高克萊頓。由於擁有生命科學背景的相關知識,因此他的科幻小說都帶有真實色彩,更增添了吸引力及說服力。

以恐龍為題材的西方電影不勝枚舉,最早的應該是1912年的卡通片Gertie the Dinosaur;但次年(1913)的In Prehistoric Days才是正式的膠卷電影。這兩部電影當然都是黑白片囉!不過,說坦白的,最令人震撼及難忘的恐龍電影,就非史帝芬史匹伯的「侏羅紀公園」(Jurassic Park, 1993)莫屬。

這部電影是按同名科幻小說拍攝的,原著作者正是鼎鼎大名的米高‧克萊頓(Michael Crichton),同時他也是美國知名的電視連續劇「急診室的春天」(ER)的編劇。米高‧克萊頓大學畢業後原本已經考入醫學院,但是因為他喜愛寫小說,而且成名後賺的錢更多,所以乾脆就輟學不唸了。由於擁有生命科學背景的相關知識,因此他的科幻小說多半帶有真實色彩,更增添了吸引力及說服力。

如何製造恐龍
米高克萊頓的「侏羅紀公園」中,最引人入勝的就是他如何製造出恐龍,但這倒不如說他是如何「選殖」(clone)出恐龍還更貼切。筆者讀原著小說(英文原版及中譯版)時發現,小說寫得比電影拍的更精彩,許多細節也交代得比較詳細─史帝芬史匹拍的電影中,只用幾分鐘的卡通片解釋如何從古生物材料中選殖出恐龍來,很多人可能都似懂非懂,因此就讓我們先來看看米高克萊頓的點子吧!

首先,所有的生命科學實驗都需要所謂的「開始材料」(starting material),但故事中的開始材料並非一般的恐龍化石,而是一隻被嵌在琥珀中、塵封數億年的蚊子。為什麼是蚊子呢?米高克萊頓的點子是要從叮過恐龍的蚊子中取出恐龍的血球,以目前對遠古恐龍的認知,牠們應該是爬蟲類的祖先之一,所以牠們的血球中都有細胞核;而有細胞核,就有最重要的材料─恐龍的DNA!之後,就利用目前「人類基因組計畫」(Human Genome Project, 簡稱HGP)中廣泛應用的DNA序列解讀程序,把恐龍的DNA序列解讀出來。由於人類染色體中的DNA就是用這種方法解讀的,所以「理論上」米高克萊頓的點子似乎真的可以選殖出恐龍。

真的可以嗎?
電影拍出來了,技術層面又可行,那麼現實世界中是否真能按照米高克萊頓的點子,選殖出各式各樣的恐龍來成立「侏羅紀公園」,開放供大眾參觀大賺門票收入呢?─1993年第一集電影公演時,不少國內、外媒體就大肆炒作過這個話題了,而事隔多年,答案恐怕還是─不可能!原因主要有四:

(一)開始材料
「侏羅紀公園」的開始材料是一隻嵌在琥珀中的蚊子,而琥珀這種樹膠物質也確實可以保存一些昆蟲達數十億年,但昆蟲體內的組織及其他物質還是會腐壞,因此蚊子體內的血球DNA保存了一億年,恐怕已被分解得支離破碎,只剩DNA片段,而非一般的完整DNA大分子。而沒有恰當、完整的DNA序列,是不可能重組出完整的恐龍基因組。另一方面,就算蚊子體內有血球,也不見得曾叮咬過恐龍,這一點電影及小說中都沒有交代。

(二)填補用的DNA
在選殖的過程中,米高克萊頓承認確實有無法將DNA片段連接的問題出現,所以就用兩棲類中的青蛙(原著中是用西非蛙)DNA來填補這些讀不出來的空隙。而此處的爭議就是:為什麼要用兩棲類的DNA?而這正是作者故意要讓故事延續下去的預謀策略。

由於「侏羅紀公園」中的恐龍都是雌性的,因此恐龍的數目全都在實驗室的掌握中。但兩棲類有一種「性別轉移」(gender transition)的特性,這是在只有單一性別的族群中,到了交配季節,少部分個體會有新的荷爾蒙及行為產生,進而可以完全發展出另一個性別,來進行交配衍繁下一代的任務。而也就是因為這一點,使得「侏羅紀公園」裡的恐龍數目失控,變成災難片,而產生出第二集「失落的世界」(The Lost World, 1997)。

針對這一點,筆者要提出的是,雖然作者在原著或電影中都沒有提到用了多少或用了哪部分的「外來DNA」填補恐龍DNA的縫隙,但正確地說,就算有兩棲類的DNA混在恐龍DNA中,產生的恐龍個體也不見得會有兩棲類的生殖特性。更重要的是我們在看DNA時,不要只是把它看成一串英文字母的序列,而是要有三度空間的立體結構概念,這個整體結構對DNA的功能也很重要。將外來的DNA連接在一些DNA區域上,最終的恐龍DNA還能展現出應有的功能嗎?這是一大疑問。

(三)從DNA到細胞
好吧!就算一切都進行得相當順利,也得到了完整的DNA序列,但要如何讓DNA攜帶的訊息產生出恐龍個體呢?這一關非經過生殖細胞不可。可是電影中完全沒有交代這一點,而在原著小說中,則是用未受精的鱷魚卵細胞:把鱷魚卵細胞核中的DNA拿掉,換入恐龍的DNA,再用藥物誘導細胞進行細胞分裂,就大功告成了。

而這個步驟的問題,依然出在恐龍DNA的三度空間結構上,因為細胞分裂時,DNA是在染色體結構上移動的。而所謂的染色體,簡單來說就是DNA纏在組蛋白(histone)上,再相互纏繞而成的巨型分子結構,接著再由中間粒(centeromere)帶動染色體移動。所以,在體外重組而成的恐龍DNA注入卵細胞中,由於沒有恰當的巨分子結構,要自動或在藥物刺激下進行細胞分裂是不可能的。

再者,鱷魚卵中的細胞質因子是否適用於恐龍DNA,也只是一廂情願的推論,畢竟細胞分裂不單純只是DNA本身的問題,其中還牽涉到一大堆細胞質的問題。

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