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| 2016/08/04 17:11:55瀏覽7444｜回應5｜推薦37 | |
最近二、三十年進展最大的去那一門科學？是電腦、半導體、還是通訊科技？這些都沒錯，但是我認為都沒有生物科技的進展快速，它的教科書每超過5年就得改寫，有時候真懷疑是不是有外星人暗中幫助，才讓地球有三級跳的發展。各種新生物科技中我最喜歡的是「合成生物學」（Synthetic Biology）。 一般的機械、電子產品多是把現有元件修改、組裝成為成品。合成生物學也差不多，但組裝的不是電腦汽車，而是生物。我所說的組合並不是像科學怪人那樣把阿狗的頭縫到阿花的身上，裡面再塞入牛的內臟... 而是利用多年來累積的大量基因功能的知識，把基因當作零件，只有你懂又願意嘗試，就可以把新功能接著基因植入另一個生物體中，按需要組裝出新的物種。
因為組裝生物的難度低，科學素人也能做，美國剛起步時負責科研的國科會（National Science Foundation）大力推動，但是包括FBI在內的執法單位則大為緊張。說也難怪，如果你隔壁平常獨來獨往的宅男忽然發瘋似的培養新種細菌，你也一定會害怕。但後來FBI發現這潮流擋也擋不住，不如跟這一些生物駭客合作，才能創造雙贏。 讓我簡單舉一些合成生物的例子。 生物電路 合成生物學十幾年前剛興起時，大家最常舉的例子是一群大學生把一群感光的基因移植到細菌上，結果把細菌培養皿變成感光底片，這根本是活的照片。 這有用嗎？真的沒什麼用，但是卻能讓科學界一瞥這種技術的潛力。後來又有人駭了基因互相調控的網路，把它們變成類似電子電路的邏輯閘（AND, OR gates…)。如果把這一些基因植入細胞裡，這些活的「電路板」不需要通電，只要給他一些養分或刺激（看你怎麼設計），就可以讓這些細胞擁有邏輯運算的能力，還可以用PSpice之類的電路模擬程式來預測它的效能。或許....或許有一天培養皿就是電腦。  這是細菌做成的「震盪計時器」，加州大學聖地牙哥分校的研究人員改變大腸桿菌的新陳代謝，讓整個社群的細菌一下吃撐、一下餓昏，加上外來的螢光蛋白，就可以在細菌生長的過程產生光的波動。（圖片來源：A synchronized quorum of genetic clocks, Danino et al, Nature 2010） 生質燃料 綠藻和藍菌可以利用光合作用把二氧化碳變成糖類，酵母菌可以把糖發酵成酒精，有的微生物可以把酒精變成像汽油的燃料，又有微生物可以把油品轉換成製造塑膠的原料。這樣好了，乾脆把他們的基因取出來，合成到同一種隨便養隨便活的微生物裡，那不就可以把它放在陽光底下，就能躺著收成燃料很石化原料嗎！可惜這麼好的主意不是我先想到的，早就很多人做了。點子雖然不錯，不過到目前為止這樣的合成微生物還是有許多細節喬不攏，更現實的是傳統石油太太太便宜了，微生物發酵成的生質燃料無法和它競爭。  我朋友合成的藍菌（Cyanobacteria，能行光合作用的細菌），希望在基因合成後能更容易、更有效率地製造出生質燃料。 基改食品2.0 還以為基改是什麼大不得了的科技嗎？目前吵翻天的基改食品是20年前的技術，只不過植入幾個能夠抵抗農藥、害蟲的基因到農作物裡。以今天的標準來說，這個技術真有點簡陋。 大家都愛吃的香草本來是由香莢蘭提煉出來的。現在已經有生技公司把香莢蘭產生香草香味的整組基因移植到酵母菌裡。因為細菌繁殖迅速又好養，因此香草精（Vanillin）的產量比傳統的香莢蘭大得多，價格當然更便宜。蝦，你說那是可惡的基改食品？而且酵母菌吃到肚子裡不會生病嗎！這個嘛～～啤酒、麵包裡就有很多酵母菌，而且人們吃到的是合成酵母菌分泌出來的物質，又不是酵母菌本身，內含的香草精和來自香莢蘭的一樣。 還是很不爽噢？那你平常吃的香草冰淇淋很貴很貴嗎（像Häagen-Dazs貴），包裝上有沒有特別強調它是「純天然香莢蘭提煉」？如果沒有，對不起，你的香料九成是從挖出來的石油提煉再化學合成而來，或是造紙的副產品。香莢蘭產量稀少，近幾年香草的價格翻了好幾倍，只有高級食品才用得起。從香莢蘭提煉出的香料雖然氣味豐富， 但只佔全球香草市場的1%。馬達加斯加的農夫為了搶種香莢蘭，改變當地生態，甚至影響當地政局穩定。要吃哪裡來的香草才心安理得？ 從另一方面來說，你也可以把人蔘、何首烏、天山雪蓮...的基因拼湊到酵母菌裡，就可以用釀造啤酒的方式大量製造昂貴的藥品。忽然之間全世界的人都有便宜的神藥可以吃，人人都能打通任督二脈，個個是武林高手。  香莢蘭的種植。目前香莢蘭的最大生產地是馬達加斯加，那裡獨特的氣候適合它們的生長，而且它栽種的過程需要大量勞力，適合發展中國家。但是這未必是馬達加斯加的福氣，香草的價格在最近幾十年來大幅波動，嚴重打擊當地的經濟。最近香草價格飛漲，逼得當地農夫開發森林，砍伐大量樹木。（圖片來源：維基百科） 絕佳創業機會 合成生物學最吸引人的一點是簡單便宜，只要有心，人人都做得來。如果你不知道從何開始，不仿先學習如何把未來的基因移植到細菌裡（這叫做轉化，Transformation ），懂得怎麼養細菌。 有哪些基因可以讓你玩呢？那當然要做基因的產品型錄囉。可以參考iGem和BioBrick。 你想改變世界嗎？4-50年前賈伯斯等人在家裡組裝電腦，成就輝煌的蘋果王朝；後來的Yahoo，Google，Facebook也都是小成本立大功，因為這些入口成本小，非常適合有能力、熱誠去沒有錢的年輕人創業。合成生物在美國幾乎是一個風起雲湧的社會運動，動作要快，機會不會停留的。 相關文章
參考資料 Bio Vanillin Market Size By Application，Global Market Insights Inc.，July 2016 趕快追蹤火星人
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