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「魔剪」基因編輯獲2020諾貝爾化學獎 基因編輯對未來醫學的影響!

諾貝爾基金會於今(8)日公佈,2020年的諾貝爾化學獎得主由兩人共同獲得,分別頒給了開發CRISPR-Cas9基因剪刀的美國生物化學家道納(Jennifer A. Doudna)和法國微生物學家夏龐蒂耶Emmanuelle Charpentier。也由於CRISPR-Cas9基因剪刀的問世,過去常出現在小說或科幻電影上面的基因改造情節,可能在未來的醫學發生。

CRISPR-Cas9基因剪刀是什麼?

CRISPR-Cas9基因剪刀的全名為Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats-Cas9,其中CRISPR代表擁有規律間隔的短回文重複序列,而這種重複序列會有一個匹配的蛋白,作為剪刀的刀刃,稱為CRISPR的關聯蛋白-Cas,那基因剪刀是怎麼剪基因序列的呢?

基因序列是由腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)等4種鹼基兩兩配對形成的雙螺旋DNA結構,裡面帶有生物的遺傳信息,影響生物體的生長、發育、疾病及各類表徵等生命現象。當基因剪刀要剪DNA基因序列時,CRISPR會先辨識基因序列後,並產生出一個互補基因序列,這組互補的基因序列就像磁鐵正負兩極,因此互補的CRISPR RNA能夠辨識目標DNA基因序列,然後再活化Cas9蛋白來切斷DNA基因序列,讓DNA基因序列失去功能

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在2012年道納與夏龐蒂耶找到「Cas9」蛋白質,發現Cas9蛋白質與DNA中的核糖核酸(RNA)共同合作,可以像剪刀一樣切割所有的DNA之前,科學家若想要切開特定的DNA基因序列,只能先花個2~3個月,設計和組裝可以精準切割目標DNA的酵素,花錢又耗時、效能不彰!

對於未來醫學的影響

許多有遺傳疾病的人或癌症患者,對於編輯修改人體基因DNA序列抱持著很大的期望;而「CRISPR-Cas9基因剪刀」,因為可以精準地改變DNA基因序列,被視為根治基因突變引發的疾病的新救星。

癌症的成因大部分都是基因突變所造成的,理論上若用「CRISPR-Cas9基因剪刀」,將突變基因剪調,再遞補上健康的基因,便可以治癒癌症。例如: 研究人員利用「CRISPR-Cas9基因剪刀」來改造殺手T細胞(killer T-cells),保留癌症特異性受體,剪掉非癌症特異性受體,再遞補上可以辨別和破壞癌細胞的受體,可以提高免疫系統毒殺癌細胞的效能,幫助癌症患者抵禦癌症

但2018年中國科學家賀建奎對外宣稱,利用基因編輯懷孕胚胎,使出生的「基因編輯嬰兒」先天便有抵抗愛滋病的能力,引發科學論證真假及倫理道德的巨大爭議,這也不禁讓我們要問,假設人類真的握有上帝的權利,可以決定自然界各種生命現象的表徵,若反過來用這個工具為惡,是否又會重蹈諾貝爾製造炸藥的覆轍?

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