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生生不息的科學(下):胚胎學研究

生生不息的科學(下):胚胎學研究

  • 作者:江建勳
  • 出版日期:2013/03/05
內容連載 頁數 1/2
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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