．關於我的一些．無關緊要．

後語:基因組定序研究與基因組引發的省思



　　在2000年6月底國際人類基因體計劃所公佈的資料中，百分之97已經完成定序，而其中的百分之85也已重組連接好了。定序的工程非常浩大，用以往的生物技術來看此問題更是遠不可及。然而最近的電腦科技發展，資訊的傳輸方便，以往可能花上數天到幾個星期的資訊交換與訊息獲得，在今日網路的快速發展之下，數秒之內即可完成。身為生物醫學的研究者，這種感受更是深刻。當然定序的工作是由國際上數個國家同心協力完成的，包括法國、日本、德國、中國大陸、英國及美國的16個機構，各不同的實驗室負責不同的部分。以一天24小時一星期七天的方式，如接力賽跑的方式進行，並且保持百分之99.9的精確性。



　　定序重組完成的結果立即公諸於世，並且無條件的讓世界各機構自由取得此資訊，當然商業上生物科技公司也享有同等資源。當定序的資料有了，進一步要了解其意義，即在生物上的功能。比方說有10頁的密碼，翻開一看全都是1.2.3.4.5.6……9.0的數字組合。外行人無法了解其中意義，同時有些可能是無意義的密碼，但是有一些片段的數字組合就具有意義，具有意義的部分即是基因的單位了。因此定序出來的結果，研究人員就如同翻譯密碼的專業人員先唸出其所傳達的訊息，進而將其與實際生活疾病的產生連接在一起，以便根本了解遺傳疾病的原因。



　　美國官方主導的國際「人類基因體計劃」與美國民間「賽雷拉」公司，在2001年1月全球五大城市共同發佈他們解讀人類基因體的最新成果，而兩者含括人類基因體定序初稿與其解析的研究報告也將分別刊載於最新一期的「自然」(Nature)與「科學」(Science)雜誌。自認為是「好的一方」的「人類基因體計劃」科學家，為了對抗商業勢力支持的Celera，緊緊抱著「公開分享」這塊從事科學研究者應該堅持的基本原則，要求Celera公布其完成的人類基因體草圖。由於Celera為了省錢趕時間，的確參考了對方公開的序列資料，因此只好以合開記者會宣佈，將兩方的研究結果分別發表在兩大主流科學雜誌Nature和Science上。目前根據染色體一號的排序結果(人類染色體有22對加上X、 Y染色體，一號染色體最長)，似乎以Celera提供的版本比較好，不過Celera公司以營利為目的，為了避免其他廠商佔便宜，Celera只提供資料庫給學術與非營利機構使用，並且禁止研究人員分析的結果公佈出去供大家使用，也就是說傳統生物學家還是得花錢向Celera公司購買分析的結果。這兩份研究報告雖然運用的方法不同，但結論大致相近，其中有幾項發現最受矚目：人類基因的數目遠少於以往科學界的預估（十萬個），大約只有三萬到四萬個，僅僅是果蠅、線蟲等低等生物的兩倍多。而且與老鼠比較，人類只有三百餘個基因是老鼠身上找不到的。「人類基因體計劃」的領導人柯林斯說：「這對我們人類的自尊是個打擊，不過這也顯示了人類的複雜性來自其他源頭，我們必須開始搜尋。」科學家推測，人類之所以能夠憑藉這麼少的基因就演化成這麼複雜的生物體，原因在於人類基因主導蛋白質合成的功能遠比其他生物高強，因此能夠以少勝多。科學家還發現，在人類的DNA中，只有1％ 到1.5％ 有主導人體合成蛋白質的指令；佔人類基因體大部份的「重複性DNA」，以往被科學界認定是毫無作用，但是新研究卻認為這些「垃圾」成份可能足以影響人類的演化，有必要深入研究。這些神秘的「重複性DNA」片段行徑有如寄生蟲，不時會改換它們在基因體中的位置，而且其中一種會連帶移動許多其他的DNA片段，因此可能有助於基因的重組與變異。 同時基因在DNA上的分佈也極不均勻，有些地方密集如城市，有些地方卻稀疏如荒漠，科學家對這種現象尚無法提出解釋。基因是了解人類演化過程的鎖鑰，「人類基因體計劃」的科學家發現，有二百廿餘個人類基因是演化中的不速之客，可能是在數百萬年前由某種細菌傳給人類的遠祖，這種說法如果進一步證實，將是演化學上一大突破。而且這些基因中至少有一個與憂鬱症相關，更引起科學家興趣。 有意思的是，男性身體產生可遺傳性基因突變的比例是女性的兩倍，這結果略低於醫學界先前的估計，但仍顯示男性對演化影響應高於女性，對於因遺傳突變而引發的病症，男性恐怕也要多負一些責任。



　　1991波斯灣戰爭時，美國商業部就抵制非美國盟邦取得建立在國際基因資料庫( the International Genome Database)中的電腦資料，理由是怕被對方用來發展生物戰用途。雖然NIH認為這樣的作法違背了HGP的宗旨--是純為科學與生物醫學技術的需要，但是說什麼都不能使美國商業部徹消禁令。緊接著，1991年中，NIH開始對其研究的基因序列申請專利權，這件事不僅在美國國內引起廣泛爭議，也引起國際的不滿，法國強調人類基因是不應被專利的，英國則是站在折衷立場主張如果所發現的基因功能是確定的可以申請專利，如該基因無可見的功能則不可申請專利。有關人類基因的專利權問題會是決定未來各國HGP是走向惡性競爭還是可以合作的關鍵，不得不注意其發展。HGP不可能再僅只是國際間科學社群的問題，還牽涉到跟私人企業密不可分的關係，要走向國際間科技交流也將更困難。HGP所造成的倫理、道德問題將更值得深思.



相關網站



http://vschool.scu.edu.tw/biology/



http://www.genome.org/



http://www.ncbi.nlm.nih.gov/SCIENCE96/



http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PMGifs/Genomes/humansearch.html



http://www.ornl.gov/TechResources/Human_Genome/home.html



http://www.nature.com/ng/



http://www.nature.com/genomics/human/



http://www.sciencemag.org/content/vol291/issue5507/