生生不息的科學(下)：胚胎學研究

　　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》。

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。