生命密码的骇客任务

（本文与2022 台积电盃青年尬科学 科普书籍阅读写作竞赛合作刊出）生命密码的骇客
当初我在学习分子生物学的基因转殖（transgenesis）技术时，才知道原来要把一段外来的基因转殖到生物体内，不像科幻电影中那样用键盘敲几下就搞定——基因片段要用聚合酶连锁反应（polymerase chain reaction, PCR）扩增并在电泳凝胶中分离，再借助许多酵素在管子里和载体剪接，然後利用病毒、电穿孔（electroporation）、基因枪（gene gun,biolistics）等方法让基因进入宿主细胞。更难以预料的是，外来基因会插入基因体的哪些位置几乎全凭运气。接着还要辨识出已被转殖的个体，最後设计遗传实验，让外来基因能代代相传。
举例来说，基因转殖就像是一位编辑在大作家的小说中发现，可以再插入一个小故事让剧情更精彩，或者原着中有个明显的疏失，可是却只能把想要加入的小故事或该修正段落的篇章，以随机复制、贴上的方式插入小说中，还要期待不会破坏原本小说的重要情节。因为无法控制插入之处，只好增加许多版本并重覆同样的动作，然後海选再出还算适当的版本出版。
以上状况在近年有了很大的改变，科学家从细菌的免疫系统中发现了一个绝佳的方法——细菌记忆病毒感染的分子机制（CRISPR），可以让我们用来编辑基因，就像用文书处理软体编辑文字档案。这个基因编辑方法成为了划时代的新工具，让法国微生物学家夏彭提耶（Emmanuelle Charpentier）与美国分子生物学家道纳（Jennifer Doudna）荣获了2020 年诺贝尔化学奖的桂冠，也是生物技术史上最重要的里程碑之一。
在CRISPR 基因编辑的新技术出现之後，不少专家学者开始主张，CRISPR 可以取代传统的基因改造方法。因为CRISPR 技术可以精准地编辑基因，就像那位出版社编辑，只需要在文书处理软体中找到适合的位置，再直接插入文字，或者将那个疏漏的篇章直接修正就好。新旧技术的差异之大，就像是从铅字排版进化到电脑文书处理一样。
然而，这一切就开始变得完美了吗？如果让基因编辑和天然的突变一样改变了某个基因的功能，它们真的完全安全无虞？我们人类的遗传缺陷，是否也能用此方法进行改造呢？当我们已经能够精准地改变基因，甚至订制婴儿已经从「办不办得到」变成「应不应该去做」的问题时，究竟还有什麽需要我们再三思虑？……【更多内容请阅读科学月刊第630期】