別急,如果把你身體分解成元素,不過也就主要是一堆碳、氮、磷、氧、氫等等的元素,加起來的價格又是多少?
製造一部蘋果手機,並不是把一堆化學元素隨意混合而已,而是依一大堆零件的設計藍圖,在眾多工廠裡頭用精妙複雜的機器生產再組合起來。不管智慧手機多昂貴或多便宜,我們所買的,是用非常多資訊和知識製造組合,然後用軟韌體運行的高科技產品。
而要製造出一個像你我他一樣的人類驅體,也要有大量的設計藍圖,然後在各種細胞和發育的作用下,長成我們現在這個樣子,並按照類似軟韌體邏輯的運作藍圖來控制日常的生理、生化運行,這些生命藍圖編碼了「奈米小機器人」的資訊。
人類正常來說,大概有兩萬多個這樣的藍圖,它們就是我們的基因,奈米小機器人就是蛋白質。
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每個物種,都有一個獨特的藍圖庫,就是基因體。不同物種之間,有許多基本藍圖頗相似,也有不少藍圖內容不太一樣,甚至有新的藍圖,或者份數不同。
其中一些動植物種,經過人類上千年甚至上萬的選拔,不同品系間的藍圖庫也有差異,其中好些藍圖有了新的資訊,造就出多樣的品種。
這些多姿多彩的藍圖庫,無論是改進人類食物食材的生產效率和品質上,或是提供天然的藥物上,都有著舉足輕重的影響。
不過很不幸的,在氣候變遷下,或者資本主義講求的極致效率下,很多野生的藍圖庫也好,人工培育出的藍圖庫也好,都面臨著滅頂之災。
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本部紀錄片談的就是演化生物學家、遺傳學家、動物學家、植物學家、微生物學家、農學家、生物物理學家、細胞生物學家、生化學家、病理學家、流行病學家等等⋯⋯合力為守護地球上繽紛多彩的生命歷經試煉一路演化來的藍圖庫,而作出的努力。圖片來源:Giloo
而這部紀錄片《基因諾亞方舟》,談的就是演化生物學家、遺傳學家、動物學家、植物學家、微生物學家、農學家、生物物理學家、細胞生物學家、生化學家、病理學家、流行病學家等等⋯⋯合力為守護地球上繽紛多彩的生命歷經試煉一路演化來的藍圖庫,而作出的努力。
人類其實是種子控,不信你數數今天吃了多少種子:米飯、麵條、麵餅、麵包、豆製品等等,全都是用植物的種子做的。這些糧食多樣性的喪失,讓農作物曝露在疾病、氣候變遷等危脅中。
蘇聯在納粹德軍圍城時,守護多樣種子庫的科學家,坐視滿室的食物仍寧可餓死,真是令人不勝唏噓和感動。
《基因諾亞方舟》的開頭,帶我們到挪威只有兩千多住戶的斯瓦巴群島(Svalbard)。為了延續我們糧食的未來,科學家在那蓋了一個全球最大的種子庫——斯瓦爾巴全球種子庫(Svalbard globale frøhvelv),利用極地天然的寒氣保存了來自全球兩百多個國家的各種作物種子,最多可以容納22億顆種子,現今已收藏超過100萬份種子樣本。
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圖片來源:Giloo
生命的多樣性也取決於個體擁有多樣的組織器官。
保存在細胞核的DNA存有各種生命藍圖,但就像工程師施工時不需要把整本工程藍圖都搬到工地或工廠一樣,轉錄作用把DNA上的生命藍圖,拷貝成一份信使RNA的藍圖副本,再送到核醣體去製造蛋白質;就像工程師影印奈米機器人製造藍圖副本到工廠施工,工作完成後就銷毀副本資源回收。
透過窺視細胞中有哪些和有多少藍圖副本,我們能夠猜測生命的運作。
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本部紀錄片也介紹德國野生生物的細胞銀行,用液態氮的超低溫保存各種生物組織,凍結了不同物種的不同組織的藍圖副本。圖片來源:Giloo
《基因諾亞方舟》同時也介紹德國野生生物的細胞銀行,用液態氮的超低溫保存各種生物組織,凍結了不同物種的不同組織的藍圖副本。
而在南台灣,屏東高樹鄉的辜嚴倬雲植物保種中心,植物學家也把植物的各部分小心剪下裝入小試管瓶中,再放入裝滿液態氮的大型鐵桶中,為後世子孫保存各種植物的生命運作秘密。
這個自然科學博物館、國立清華大學及保種中心合作向科技部申請的「冷凍保種計畫」,目標是要在三年內完成三萬種植物的液態氮保存計畫,每個物種至少八份組織樣本,完成後將是世界最具規模的蒐藏庫。
過去要定序一個人類的生命藍圖,也就是人類基因體,耗費了幾百億美元,還有3,000多位科學家十幾年的寶貴時間。拜DNA定序成本比IT產業的晶片成本下降速度更快許多所賜,如今定序你我的基因體,費用快要比iPhone XS Max還便宜了!
於是,中國野心勃勃的華大基因BGI,單單一家機構,正以佔全球定序總量6成的大規模,日夜不停機地要為上萬種脊椎動物的基因體定序。
圖片來源:Giloo
但也別忘了,除了物種和作物品系的多樣性,你我也都是獨一無二的,即使是同卵雙胞胎也有表觀遺傳的差異;就像同一本教科書被不同學生劃的重點有差一樣,不同的後天環境會在相同的DNA上做出不同的標記。
為了保存和研究個體間的遺傳異同,影片訪問中國、英國和奧地利的生物資料庫或基因銀行,或許有一天,這些基因資料庫能幫助我們破解疾病和藥物代謝差異的遺傳因素。
台灣人體生物資料庫也基於台灣獨特的生活型態和致病因素而成立,為生物醫學研究蒐集龐大的生物檢體與健康資訊,迄今已收集超過9萬人的樣本。
在不久的未來,科學家甚至可能試圖用基因體編輯的技術,來修正我們的生命藍圖以治療疾病,或改造人類;甚至把已滅絕的生物復活,我們將進入一個很科幻但實際上不再科幻的世界!
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