第十一章~1 亂點鴛鴦譜 (基因工程原理)
「上帝說:果子都包著核。」 聖經/創世記一11
不論我們喝的豆漿，或是吃的稻米、蔬菜，或多或少都已經是基因轉殖作物。
美麗的獨角獸、可愛的飛天鼠、神奇的七色花，過去童話故事裡，人類運用特有的幻想力，
創造出各種特別的動植物；時至今天，透過基因工程，科學家們努力在實驗室裡讓想像力成真……
另外，出現在科幻電影裡，帶有3％取自老鷹、豹基因的「非純人類」，以及《變蠅人》、《蜘蛛人
》，和電影《千鈞一髮》（The Gattaca）中，充滿基因歧視的社會，未來可不可能出現？
當複製羊出現的那一刻，很多人早已預料到，複製人只是遲早的事情而已（據新聞報導指出，已有一
位美國頂尖胚胎學專家，將帶著六對夫婦，前往一發展中國家，打算突破英國及歐盟禁令，生下全球
首批複製人。）
宗教、道德、法令，已抵擋不住人類的好奇心；就像一場歷經百年的尋寶接力，廿一世紀的科學家，
終於歷經千辛萬苦來到藏寶密室，解開密鎖，打開大門，這時，豈有掉頭走人之理。
遺傳新時代，物種大躍進，世紀交替，GMO已全面來臨？！你準備好了嗎？！
談到生物科技，一般人總以為跟自己的生活很遙遠，或是只有電影裡面才會出現複製人、器官再生。
然而，現實生活中，不論是花店裡的紫色玫瑰，或是早餐店喝的豆漿，以及餐桌上的米飯蔬菜，其實
早已因為生物科技的演進，而帶來全面性的改變，尤其近年來深被全球各地科學家、環保團體、消費
者熱切關注的GMO話題，更是一個直接影響每個人日常生活飲食的生命科學技術。
GMO（Genetically Modified Organisms），中文譯為「基因工程改良生物」，也就是基因改造生物，
利用現代基因工程，將甲生物的某個基因轉殖到乙生物後，乙生物便獲得甲生物該基因的遺傳特性，
成為基因改造生物。
雖然目前大部分提到的GMO，皆指基因轉殖植物或基因轉殖作物（GM Crops）、基因轉殖食品（GMF，g
enetically modified food）為主，然而，事實上，GMO所包含的不只是植物，還包括動物、微生物及
病毒。
DNA配對 科學家挑戰造物者
十九世紀後半期，遺傳學之父孟德爾（Mendel）在不同品種的小豌豆間進行無數次的雜交，而發現了遺
傳特徵和遺傳規律的存在，揭開傳統遺傳學的歷史序幕。人們開始認識什麼是染色體，探索人體哪些特
徵遺傳自父親，哪些特徵遺傳自母親，並且進一步研究疾病與遺傳的關係。
經過近百年的研究，生物學家確信生物體內的主要遺傳物質為DNA，到了一九五三年，英國籍科學家華
生（James Watson）與克里克（Francis Crick）解開了DNA雙股螺旋結構之謎，為廿世紀的生物學開啟
分子生物世界的新頁。
「科學家取代上帝的手」，在實驗室中大玩DNA的配對組合。七○年，科學家以人工方式成功合成第一個
基因；七二年，世界上第一批重組DNA分子誕生；隔年，幾種不同來源的DNA分子裝入載體後，被植入大
腸菌中，基因工程正式誕生。
但是GMO真正登上歷史舞台，是從一九七三年開始，美國科學家赫伯特．博耶（Herbert W.Boyer）和斯
坦利．科恩（Stanley N.Cohen）使用了新發現的繍（限制繍，可切核酸的酵素），可精準地在已知位置
上把DNA切割成便於操作的片斷，並使用分子黏合劑（即所謂連接繍的細菌繍），無論片斷從哪裡來，連
接繍都可以把他們重新組合起來。
博耶和科恩首先將一種猴子的致癌病毒（SV40）植入大腸桿菌中，成功地誕生「rDNA」（recombinant D
NA），也就是重組DNA技術。
計畫終止 生態平衡遭挑戰
rDNA技術的出現，宣告基因改造生物──GMO的全面來臨。
神奇的「剪刀、黏貼」技術，讓科學家們成了萬能造物者，所有物種不再「謹遵」遺傳定律，不論是植物
、動物、微生物的DNA，皆可相互轉殖DNA到對方體內，例如，把蠍子的基因放入番茄當中，將狗的基因植
入貓中，創造出全新生物物種，在天馬行空的想像力下，充滿無限可能！
不過，就在驚喜的同時，也伴隨著巨大的恐懼。
「一九七四年七月廿六日，一個令人驚愕的消息傳遍了全世界，包括11位美國生物學家、遺傳分子專家，號
召全世界的同行停止所謂的『遺傳操縱』實驗，停下所有的工作，讓研究成果延期發表，這是科學史上前所
未有的事！」馬賽爾．勃朗（M.Blanc）在他的《遺傳學時代》中描述，當時科學家們十分擔心，利用這種
重組DNA的技術，會創造另一種原本不存在於自然界中的生物，而有害於生態平衡。
此外，當時由博耶和科恩所創造出，帶有SV40病毒基因的大腸桿菌，也一度引發其他科學家質疑，「一旦讓
這種含有致癌病毒片斷基因，寄存在人類及動物腸道內的大腸桿菌擴散出去，會不會導致無法估計的危險？」
彷彿電影《危機總動員》的情節，一隻帶有病毒的實驗室猴子，意外侵入美國維吉尼亞州，在當地散播這種
人畜共通的傳染病毒，結果造成數百名居民傷亡……當時有很多科學家擔心，深怕類似的情節會在真實世界
上演，同時有更多人擔心「生化戰爭」的恐怖到來，因此，在多方反對壓力下，終於導致基因重組技術被迫
終止實驗。嚴格控管 促進人類福利
然而，就在一年後，一場在美國舊金山舉行的世界級科學討論會中達成決議，讓研究人員重操實驗，但採取
了更嚴格的安全和檢查措施；一九七六年NIH（美國國家衛生研究院）公布研究法規，希望在不威脅全人類
生存與生態平衡下，使得基因重組實驗能順利推展。
於是，各種各樣的GMO，開始在世界各地的實驗室中，逐一形成、誕生，包括在單細胞生物（包含細菌、培
養的動植物細胞酵母）上進行移植、刪除或改造基因，提供作為人類基因可對應的蛋白質性質與作用的特徵
，例如進行麵包酵母基因與人體基因的研究，希望藉由從酵母中找到藥物，而進一步找到可供人類使用的藥
物。
另外，從蒼蠅身上的改造基因進行觀察，以協助人類研究胚胎，而有些基因改造小鼠，則成為研究人類疾病
的模型；也有一些GMO產物則是變成有藥用價值的材料，或用來治療疾病，挽救人類生命，例如利用基因轉
殖技術，大量生產一種能夠製造含有人類胰腺細胞相同的胰島素大腸桿菌，用來治療糖尿病者，而不會引起
免疫反應。
著名的例子就是科學家Boyer在一九七二年成立的Genetech生物技術公司，該公司應用GMO技術將人類胰島素
基因轉殖進入大腸桿菌中，進而大量生產胰島素，為糖尿病患者帶來重生的希望。
此外，透過GMO技術生產各種蛋白質疫苗、從各種奶類中獲得蛋白質藥物、或利用食用植物製成口服疫苗等，
都是已發生，或即將發生的事。
轉殖動物 技術突飛猛進
基因改造更不只在植物進行，世界各地的科學家們，也大量投入了動物基因改造工程，如先前美國、加拿大生
技公司已共同研發出基因轉殖鮭魚等。
而包括魚類、家禽類等人類食用的肉類來源，科學家也希望透過基因轉殖技術，以邁向「更好」的境界，例如
提高家禽類、畜牧類動物的繁殖力、抗病能力，改善肉、奶和毛的質量，或是改善牛奶、羊奶結構，讓這些奶
類跟人奶更為接近，更易被人體吸收。
而各種基因轉殖鼠、基因轉殖豬、基因轉殖牛等，更是邁向以基因轉殖家畜量產人類醫藥用蛋白質，以及未來
人類各種器官移植的重要來源等醫療技術層面，持續研究發展。
GMO的神奇力量，雖然一方面令人無限驚喜，但另一方面也帶來等量的質疑，隨著技術不斷地成熟、翻新，伴隨
引發各界贊成與反對的對抗，更掀起擁抱與拒絕的激辯！
樂觀者認為，GMO可以解決人類的糧食危機、提供營養、治療疾病，帶來美麗新世界；而悲觀者認為，GMO就像
洪水猛獸，創造不知名的「怪物」，威脅整個地球的生物，破壞整個生態的平衡。
究竟GMO是利大於害，還是害大於利，現今要評斷這項新興科技仍言之過早，但面對GMO時代的全面來臨，深入
瞭解、謹慎以待，絕對是人類必要的態度！
「突變」蒼蠅
後來到了廿世紀初期，遺傳學家H.J.馬勒將X光照射在蒼蠅身上，造成基因「突變」，產生胸部無毛、扭曲翅
膀、白色或鮮紅眼睛的下一代後，至此，雜交與突變技術，成為科學家在研究遺傳基因變化上，最重要的技
術課題。
何謂基因重組？
細胞融合或雜交的技術，基本上不屬於重組基因的技術，例如將血緣接近或相同的生物細胞融合，讓它再分
裂，因而把兩個細胞的特性融合在一起，桃莉羊或一般的複製技術，都僅是融合不同的細胞，而激起分裂而
已。不過，在融合前如果細胞經過基因改造，則屬於遺傳工程（重組基因的技術）。
2. 基因研究 提升農業經濟價值
何志煌 【2002/10/13 經濟日報】
隨著新興生物技術的應用，農業的應用運作、價值鏈及產業結構已產生了重大的變化，傳統的畜禽養殖、作物
種植及水產養殖固然仍有相當的重要性，相關技術也持續進步，但更值得注意的是新興生物技術如基因工程及
複製技術等已大幅擴張了農業的應用範疇，而且這些新技術、新應用產生的經濟價值正急劇增大，對於產業有
深遠的影響。
基因改造作物（GMO）大概是生物技術在農業應用最令人耳熟能詳的例子，部分原因自然是消費者團體及環保
團體對其安全性及潛在影響曾有疑慮，而歐盟及日本等地區與美國對相關議題立場不一，影響擴及貿易、外交
層面，也使它在媒體出現的頻率大幅增加，但經過這些年來的折衝及討論驗證，國際間對其管理已漸趨平衡，
原本最持保留態度的歐盟也同意目前並無科學證據顯示GMO 有害，將在近期內建立審核 GMO 上市的相關機制。
GMO 的商業化目前以大宗作物如大豆、玉米及棉花等最具經濟意義。據統計，基因改造作物的全球種植面積已
達 1 億 2,500 萬英畝，其中大豆、玉米及棉花分別占其總種植面積的 46%，7%及 20%，引入的基因特性以抗
殺蟲劑為最大宗，最主要的種植國家依序是美國、阿根廷、加拿大、墨西哥、羅馬尼亞、烏拉圭及南非，其中
技術領先的美國在其國內種植的大豆、棉花有近七成是基因改造品系。
中國大陸的動向亦值得注意，它在基因改造作物方面的投資目前僅次於美國，金額超過所有其他開發中國家的
總和，並打算在2005 年之前增加四倍，其研發的對象除了棉花、稻米、玉米、小麥等作物外，也包括蕃茄、
甘藍、馬鈴薯及哈密瓜等，基因轉殖則以抗蟲、抗病為主要目標；截至 2000 年為止，大陸已有251 個基因改
造的品種進入田間試驗。
隨著基因解碼技術的漸趨成熟，基因體研究 (Genomics) 及其應用也愈來愈重要，在植物方面，目前單子葉的
稻米及雙子葉的阿拉伯芥草的基因已完成定序，重點開始轉向基因功能及代謝路徑、代謝產物之研究，預期未
來將與二次代謝物、健康食品及藥用物質之生產等研究合流。
較諸植物，動物基因體的研究在過去顯得較冷淡，其主要原因在於動物的研究介於植物與人類基因計劃之間，
不易凸顯，而且動物飼養及保健產業本身的垂直整合不足，對於新興科技的投資相對較少，這種狀況預期在未
來將大幅改善，因為相關技術的發展已漸趨成熟，而且動物基因體的研究與人類醫療研究可以互補，以犬類研
究為例，估計其中便有約 200 個基因疾病與人類相關，可見彼此關係之密切。
新技術及新應用帶來了產業結構性的變化，過去兩年一些大公司的農業生技部門獨立而為新的公司，在此同時
，基於經營策略的考量，許多農業生技公司則如醫藥生技公司一般，走上併購之路，其中以拜耳 (Bayer) 併
購亞文提斯（Aventis CropScience）的 66 億美元全額最大，這也使得跨國的農業生技大廠由七個減少為六
個，分別是 Syn-genta，Monsanto， BASF，DowAgro，DuPont 及 Bayer。
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