【自然科學】植入基因、修補問題、改寫生命⋯⋯基因編輯究竟是什麼？

什麼是基因編輯？

我們身體的細胞都具備一套叫做DNA的遺傳分子，可說是生命的說明書，記載著身體要怎麼生長、怎麼運作。基因，則是這本書中的最小單位指令。編輯基因，就如同改寫生命之書的指令，可以改造生命。

過去，人們利用育種的方式，培育出各式各樣有「優良」特徵的動植物。後來發明了「基因改造技術」，將A生物的基因剪下來，插入B生物的DNA中，為B增添新能力，例如有「抗蟲基因」的玉米。

現在，「基因編輯」技術則是利用從細菌體內發現的基因剪刀，精準剪輯基因。這意味著，人類終於有機會透過「修復」自己的基因，治療過去無藥可醫的遺傳疾病。基因編輯療法目前在英國和美國已獲得批准，並成功治療鐮形血球貧血症，成為醫學史上的重要里程碑。

原本不被看好的研究

不過，細菌身上的這把基因剪刀究竟是怎麼被發現的呢？

三十多年前，有位科學家在古菌的DNA上發現了一些重複片段，片段之間夾著不同的亂碼。他花了許多年，在不同的微生物身上都發現了這個現象，但不清楚所代表的意義。

當時，大多數的生物學家都在研究人類的基因，並不看好這項研究的發展。然而，有少數科學家看見了曙光。多年後，他們終於發現這跟細菌的免疫系統有關。

原來，細菌跟人類一樣會遭受病毒攻擊。被感染但幸運存活的細菌，會利用蛋白質剪刀把病毒的基因剪下來，再插入自己的DNA中，做成病毒資料庫。往後只要再遇到這個基因，身體就能迅速攻擊並打敗病毒。

科學家發現，這個蛋白質剪刀其實有驚人潛力，因為它能精準剪輯DNA，還能運用在各個生物上。如今，這把剪刀已應用在各種分子研究上，也讓科學家獲得了諾貝爾化學獎。

打造超級人類？

基因編輯技術徹底改變了分子生命科學，讓治癒遺傳疾病成為可能。但是，好工具也可能被濫用。

曾經有科學家運用基因編輯技術，修改了人類胚胎的基因，宣稱讓寶寶獲得了對抗愛滋的能力。但是，基因剪刀仍可能剪錯地方，修改胚胎基因可能造成無可預料的後果，這些風險都是無法迴避而且無可挽回的。

與孩子討論看看，像這樣修改胚胎基因是可以的嗎？除了治療疾病，能不能用來讓人長高、變聰明，或是設計完美寶寶？又或這樣做有什麼問題？這項技術該如何妥善監督與運用，不只是科學家的課題，也是所有人需要思考與面對的挑戰。

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《未來少年》114年5月號

改寫生命的神奇科技-基因編輯