專題:上帝之手

2019年10月  
策劃與撰稿:朔方、柯津雲、周天駒、勞伯祥

21世紀迄今,對生命科學產生最巨大影響的,無疑是基因編輯技術CRISPR/Cas9。

CRISPR之謎

1987年,日本化學家石野良純首度發現,大腸桿菌的基因體有一段用途不明的序列,古怪而有規律:某一小段DNA會一直重複;重複的片段之間保持等距間隔。於是,這種序列被命名為CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats ),譯成中文就是「成簇之規律間隔的短回文重複序列」。
後來,研究者在許多細菌中都發現了CRISPR的身影,但大惑不解的是,這種古怪而有規律的重複序列,究竟是派什麼用場的呢?直到進入21世紀,CRISPR之謎才被解開:原來,這是細菌免疫系統的一種機制——記憶曾經來犯過的病毒!

微觀世界生死戰

在CRISPR的神秘面紗下,是一場微觀世界的生死戰:當病毒入侵細菌時,便把自己的DNA注入細菌,藉此為自己複製分身,達到最終吞噬掉細菌的目的;細菌當然不能坐以待斃,為讓自己的免疫系統能夠辨識並摧毀病毒DNA,而將病毒的基因片段存檔——CRISPR即囊括了「罪犯資料庫」!
這就是CRISPR為什麼一直重複不屬於自己的DNA,且保持等間隔的良苦用心:將曾經攻擊過自己的病毒基因片段,嵌入自己的基因組,當相同「敵人」再次來犯時,即可不動聲色地進行對照、偵測,繼而不費吹灰之力地將其繩之以法……

「基因魔剪」CAS9

細菌將病毒繩之以法,採用的是多元集團作戰:既有被通緝者的圖樣,又有充當嚮導的RNA,還有擔任剪刀手的Cas( CRISPR-associated proteins);RNA按圖索驥,一旦鎖定入侵者,便交由Cas行刑,將病毒DNA直接從自身染色體上切除!
在自然界裡,引導鏈球菌的Cas9找到入侵病毒正確位置的是兩個RNA分子;只有在RNA與DNA吻合時,Cas9才會「動手」。目前已發現的,有三種不同類型的CRISPR/Cas系統,CRISPR/Cas9是其中之一。
人類,正是在破解了微生物的免疫系統CRISPR/ Cas的機能之後,才由多位生物學專家,幾乎不分先後地於2012年前後,開發出CRISPR / Cas9基因編輯技術,並迅速成為生命科學中最熱門的前衛科技,應用於微生物、動植物和人類醫學上。
仔細想想,從CRISPR到CRISPR/Cas再到CRISPR/Cas9,其實就是一項比仿生(Biomimetic)還仿生的模仿自然的技術,從發現到發明的歷程中,除了人為的研究處理手段外,連所運用的物質及其系統都來源於生物自身!那麼,真正的發明權自當屬於原創者——造物之主。
讀者或會以為,這只是基督徒的觀點,其實不然。《聖經》對生命起源的啟示——創造論,至今仍沒有任何一種學科可以證明其為非,是舉世所公認的事實:科學只能從已有的事實,證明可以證明的事實;無法對超越實證的理論,做出任何不能實證的推論!