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 DNA生命的秘密 讀書心得報告 |
| 知識學習｜科學百科 2013/10/11 16:28:44 |
參考 書名: DNA：生命的祕密 作者：詹姆斯．華生 James D. Watson 譯者：陳雅雲 出版社：時報出版 出版日期：2006/04/06 內容簡介 要寫一本介紹DNA的「破解」和遺傳學及基因工程的發展，有誰比鼎鼎大名的華生(James D. Watson)更適合呢？這不僅是因為他是發現雙螺旋結構的諾貝爾獎得主，更因為他也是一位傑出的寫作者，能把科學性的書寫得生動有趣，讓一般大眾也能理解。(華生的研究伙伴、與他共享諾貝爾獎的克里克(Francis Crick)已於2004年7月底過世，雙螺旋雙人組現在只剩華生一人。) 本書的目的並不在於重述雙螺旋發現50年(2003年屆滿50年)的事件。起初，DNA只是少數專家感興趣的深奧分子，如今它搖身一變，成為改變我們許許多多生活層面的核心科技。無論在實用、社會或倫理道德方面，這個改變所造成的影響都引發眾多重大問題。用華生自己的話說：「DNA發現五十週年剛好讓我們有機會省思現況，大膽提出我們個人對歷史與相關議題的看法。」 本書所設定的讀者群是普羅大眾，企盼對分子生物學並無深刻了解的人也能了解書中所述。所有的專業術語在第一次出現時，均加以解說；並包含大量圖片。 如果你對基因學有興趣（基因究竟是什麼？DNA是怎麼工作的？如何運用基因指紋術？……)，你會要讀這本書。如果你感興趣的是基因學對人類社會的影響(我們應該探索基因治療法嗎？檢查胎兒的基因是否成為變相優生學，也會變成「鼓勵」墮胎？……)，你也會想要讀這本書。 作者簡介 詹姆斯．華生 James D. Watson 1928年生於芝加哥，先後畢業於芝加哥大學（理學士）和印第安那大學（博士），1951年秋赴歐。他在丹麥從事研究一年後，轉往英國劍橋卡文迪希實驗室，並結識克里克，兩人於1953年發現雙螺旋，而與魏爾金在1962年同獲諾貝爾生理醫學獎。 1956年，華生成為哈佛大學生物實驗室一員，同時擔任教職至1976年。此外，華生從1986年起，擔任紐約長島冷泉港實驗室主任，並將研究重心轉移到癌症研究，1994年起擔任冷泉港實驗室主席迄今，同時為美國國家科學院院士及皇家學會會員，並曾經榮獲總統自由獎章和國家科學獎。 華生在1988和1992年間，與國家衛生研究院（National Institutes of Health）合作，協助建立「人類基因圖譜計畫」（Human Genome Project）。他在1965年出版的《基因分子生物學》（The Molecular Biology of the Gene）已成為遺傳學界的教科書，其他著作還有1983年出版的《細胞分子生物學》（The Molecular Biology of the Cell）、《重組體DNA短期課程》（Recombinant DNA: A Short Course），以及暢銷經典回憶錄《雙螺旋》（The Double Helix）。 DNA生命的秘密 讀書心得報告 第一章 遺傳學的起源，第二章 雙螺旋：生命之所在 天性和教養的差別在於天性是人與生俱來的本能，而教養是他人後天給予的。作者沃森先生認為，教養重於天性；而我深表認同。譬如白沙在涅，與之俱黑；進朱者赤，進墨者黑，然而也有蓬生麻中，不扶而直之說。由此可見，環境因素固然重要，遺傳所帶來的影響仍不可忽視。 早在十九世紀初期，科學家們便開始對遺傳做研究。從十七世紀虎克發現細胞，許旺、許萊登提出動植物皆由細胞所構成，到達爾文「天擇說」闡述演化，孟德爾歸類出遺傳學的基本定律，我們不難發現遺傳學已經在逐步地發展。但其實孟德爾的說法未臻完備，原因就是因為生物性狀的遺傳方式遠較他提出的基本遺傳定律複雜。除了自然分配律與分離律以外，尚有多基因遺傳、複等位基因遺傳，甚至更深奧的性聯遺傳。許多基因的表現程度也受環境影響，所以有些實驗並無法重現孟德爾的研究結果。不過，也是由於孟德爾的發現，科學家們才推論出染色體的假說。正因為他的成就超越了人們的認知，而整個社會仍籠罩在達爾文＜物種原始＞一書的科學風暴中，他在當時似乎被人們遺忘了。 當我們回顧這一系列的遺傳學發展史，也清楚地看到，做學問並非一蹴可幾，需要投入大量的時間與心血才能夠有所建樹。如同摩根的果蠅室，只要行他人不行之路，勇於挑戰既定思維，即使是重複前人的研究也可能有新的重大突破。 但遺傳學到了維多利亞時代卻發生了異變。他們把生物繁殖的邏輯套用在人類身上，發現中產階級的繁衍速度遠不及那些下層階級；他們惶恐、他們懼怕，認為不能再讓“不道德”的遺傳因子散播下去了！他們雷厲風行地實行這項根本沒有詳細思慮的政策，這就是後人聞而生畏的 — 優生學。優生學一詞由達爾文的表弟，高爾頓所創；他認為天生平等論是一種虛假的主張，而優生學才真正從根本“改善”人類的血統。高爾頓稱其是「研究能改進遺傳品質的一切影響的科學」，一開始，多數政府的確是以此為衷，可在二十世紀初，因為某些政治教條的宣傳，特別是德國和美國就藉以制定了偏狹、非人道的法律。這使得後來遺傳學的研究停滯了不短的時間。於戲，嗚呼；優生學成了遺傳史上最好能遺忘的黑暗名詞。事實上，就連達爾文所提出的「適者生存」也慘遭人們扭曲，衍生出所謂＜社會達爾文主義＞。這為帝國主義找到了侵略的藉口；卻與達爾文所抱持的生物演化理論可以說是毫不相干，甚至背道而馳。 悲劇大多由錯誤的認知與理解積累而成，一門學術思想如果不能正確地加以詮釋，那還不如別發表的好。幸而時代一直在進步，即使人們仍不能完全擺脫所有的偏見和迷思，至少現在優生學這門學科已發展到一個嶄新的階段。在臨床醫師、生物學家、人口學家、社會學家和其他專家們的努力下，我們對人類的了解和生命品質的提高已近乎是劃時代的創舉了。 版主註: 蓬生麻中，不扶而直，本指環境的重要；本文就字面作解--蓬本就會直著長.唯恐誤導讀者，特此告知。 第三章 解讀密碼：DNA問世，第四章 訂製DNA分子 許多人都認為天賦乃是上帝的恩典；但就某些方面來說，天賦也是一種框架，一種難以明喻的框架。張愛玲因為「天賦」，反而對生活一竅不通；莫諾(本書人物)在諸多領域都有「天賦」，反而無法專心致志；方仲永因「天賦」，反而淪為小時了了。 那麼，若生來是皇親國戚又如何呢?其結果同樣令人心驚，因為遺傳缺陷的造成的影響更勝前者。以法國哈布斯堡王朝為例，由於長期的近親通婚，查爾斯二世因無法生育而終結了王朝的傳承；據史學家推測，英王喬治三世也因紫質沉著無力政務，使美國獨立戰爭成功。 遺傳是藉由基因的傳遞，使親代特徵傳給子代的過程。如果基因發生異常，便可能出現疾病。遺傳疾病的成因主要分為單一缺陷的遺傳疾病、多基因共同作用失常、體染色體異常及粒線體基因變異。而遺傳疾病種類很多，但能夠治療的少之又少。台灣就存有多指症、苯酮尿症、白化症、唐氏症、威爾森氏症、脂肪瘤、紅綠色盲、血友病等病例，若罹病程度嚴重，胎兒甚至在出生前就會死亡。 地中海貧血，又稱為海洋性貧血，而台灣人口約有6%是帶原者。我第一次接觸這個名詞是在高中時期所參加的地中貧血宣導活動。理事長陳立明先生所經歷的往事使我記憶猶新，他的小女兒自小患有地中海性貧血，在民國96年離開人世。他深知若沒有旁人的幫忙，患者和家人要克服此難關十分不易；他也見到那麼多病友需要資源治療他們，便毅然決然地成立地中海性貧血防治宣導協會。他的用心令人嘆服，我由衷相信他的女兒若天上有知，一定會為父親感到驕傲。 遺傳疾病之於人、之於整個家族來說幾乎是一場無窮痛苦的輪迴﹔然而要杜絕遺傳性疾病是不可能的，我們只能透過人為的方法來降低遺傳性疾病的發生，尤其有家族病史、高齡生育、有多次流產者須更加注意落實篩檢工作。政府和診所也應加強宣導，不要再讓遺憾無止境的繁衍下去。 作者在篇末又投下了一顆震撼彈，他說：「細胞就像一座雨林，我們只能描述裡面有什麼。但我們已經觀察得夠多了；重組DNA技術的發展，操縱生物的渴望正召喚著我們。 」人類...將會扮演上帝。 第五章 生物技術的新世界，第六章 基因改造實業 如果說，作者在這兩個章節大肆宣揚的是基因改造，那我肯定站在遙遠的另一邊。 科技的日新月異，文明的巨浪再度襲捲而來，基因改造技術勢必將人類推上一座嶄新的高峰。究竟山峰後的景致是陽光普照，抑或是永劫不復的萬丈深淵? 從生物出現在地球上以來，其性狀隨時間持續地在改變。基因，自古便是存續的關鍵，千變萬化的生存機制，歷經數千億年的洗鍊淘選，一代代地流轉不息。然而，人類的出現在整個地球悠久的歷史之中不及百萬分之一，就已掀起了驚世駭俗的分歧之風。成等比級數增長的人口正以恐怖的速度消耗自然資源；濫墾濫伐使環境邁向無可挽回的局面；棲地連同物種，一齊葬送在人類的魔掌中。現在，人類又共謀竄改上帝所寫下的DNA藍圖....可有誰能夠保證，基因裡沒有更微小的序列控制生命體的現象？ 當人類為自己在宇宙中所找到的一粒塵埃而自鳴得意時，就連上帝也為人類無知又自以為無所不知的想法嘆息。人類甚至尚未掌握生物圈的一切，便開始製造變動的潛伏因子。基因轉殖業者夥同科學家，拼命辯駁這只是社會大眾的迷思，因為民眾「不理性」和媒體的「譁眾取寵」才對基因改造有所恐懼。確實，基因轉殖技術帶來了便利，以基因工程製造的蛋白質在用於治療跟診斷時比先前的產品看似更加安全；增加作物的營養價值與生產量改善貧窮國家的飢餓問題，也可減少農藥與化肥的使用；以及蘇力菌在植物上防治蟲害的應用。 但其實，這些問題的起因無非是人類本身造成的本末倒置，富裕的經濟大國貪圖口腹之慾將足以養活全世界的糧食往牲口嘴裡送；作物在被植入抗除草基因後反能肆無忌憚的噴灑農藥。基因轉殖，遠不如「作者所說： 『只是助植物演化一臂之力。』」那樣簡單。首先，基改產物因經濟效益高而被大量栽植，或因抗病蟲基因較其他植物強，增加了在自然界的生存優勢，這改變了生態平衡，也降低同地區的生物多樣性。其次，基改生物不是自然界本身演化出來的，且其散播難以臆測，可能隨著鳥類昆蟲等帶往其他的地區，造成生態系的改變。第三，基改作物會對非目標生物造成威脅。就這點而言，作者提出蘇力菌作物本身含有蘇力菌基因，這些毒素只要不過量，昆蟲並不會死亡；因為植入蘇力菌植物的毒素只會影響到以這些植物為主食的昆蟲，所以一些反對人士所檢測出的數據根本不具實用價值。但是又有一研究指出，目前全世界的蜜蜂正悄悄地在減少，難道這也是一種自然現象嗎?想必無法直接證明跟人類完全無關吧! 第四，基因改造將促使超級抗性生物產生。作者在此回應：「抵抗力增加本就是自然的現象，人類只是重複發明和思想新策略的過程來因應大自然的進化。」由此可見，基因改造的爭議甚囂塵上並非沒有原因，倘若基因外流致使植物產生異變，到時並不是研發十幾種除草劑就有辦法解決的。 基因改造作物除了對生態造成影響，也可能危害人體健康。基改生物未經長期性的安全測試，可能攜帶未知的過敏原或者是無明顯徵兆的有害基因(如:毒素基因)，因轉殖基因的加入而誘發這些有害基因的表現。就有案例指出，某廠牌洋芋片之上居然帶有蜘蛛的基因；而這對人類究竟會不會造成傷害?在時間證明之前只怕都還沒有定論。基因改造作物也因其龐大的經濟利益，使不肖業者毫無節制的販賣甚至形成基因壟斷，反而更加擴大了先進國家與開發中國家的貧富差距。 總的來說，我認為作者在這些環節上思慮有欠周詳，並對基因轉殖技術太過自信。人為疏失、民眾的無知、媒體的斷章取義對科學家的研究確可能有不公正的批判，但這並不就是「陷入法規的夢魘」、「社會因偽善的無知而落後」、「因勒德派(Luddite)偏執症枷鎖所束縛」！當人類用更改大自然亙古的循環與平衡來尋求解決之道時，也許僅僅得到榮華和樂的假象，隨意轉載的基因卻有如一顆顆不定時炸彈，真正埋下了禍害的種子。如果社會大眾和專業人員不經審慎思考，任由基因科技在沒有適當限制下發展，那麼這些研究成果很可能會反噬現存的普世價值與道德觀。只有一點是無庸置疑的，那就是，無論我們做出什麼選擇，都要有承擔一切後果的覺悟。 ~佳句摘錄~ -生技領域的突破經常出於純粹的運氣，而不是依照藥理學精心設計之下的成果。 -依照生物學界的傳統，優先權最重要，且最先發現的人所獲得的讚賞是聲譽，不是金錢。 -自然本身就有潛在風險，譬如毒蛋白。 -專利的申請會阻礙創新。 -在紙上的卓越構想經常很難付諸實現。
上帝的權能隱藏在此，僅差數步之遙 獲得它時，汝將擁有一切，也將一無所有 向前走，倘若汝同我一樣強壯 往回走，倘若汝同我一樣明智 生命與死亡 遺傳與變異 在DNA之下 沒有人能夠逃離
構想取自 盧基揚年科 ＜巡者系列＞
第七章 人類基因組:生命的腳本，第八章 解讀基因組:進化現場
生命之河流經我們的星球，一波一波穿過時空與生死的界線。如果這種循環就是真實的人生，那麼歷史也是不可避免地，將一再重蹈覆轍。 自亞里斯多德的時代開始，人們便相信所有生物乃上帝按照一定秩序創造出來的，此即是所謂的「神創論」。生物的特徵不會改變，縱使出現一些與眾不同的個體，也只是不完美的個體罷了。即便在十八世紀，林奈也認為他所提出的分類系統是為了彰顯揭示上帝造物之巍峨壯美。 「生物體到底是什麼構成的?」一直是人類想解開的謎題。人類曾對人體組成有過種種的推測，甚至覺得除了肉眼可見的結構，還有一些是必須以「心靈的眼睛」才能感知的微妙組成。然而，由於時代及技術的進步，上述說法逐漸被科學家們揚棄。在一個意想不到的偶然機會下，竟然是一個望遠鏡促成了“人類基因組計畫(Human Genome Project)”的施行。耗資數千億、數年的心血，人類基因組締造了驚人的成就，我們又邁入眾所期盼的新紀元。2000年，美國總統柯林頓在白宮發表演說：「今日，我們學習上帝創造生命的語言。在獲得這個深奧的新知識後，人類即將獲得更龐大的，治療疾病的力量。」可以說，這次公諸於世的偉大成果絕不遜於人類首次登陸月球時的光榮。我們將掌握生物的組成與運作，並且洞察我們之所以為人的道理。 基因組，是存在於每個細胞核裡的遺傳指令，攸關我們生命中每個成功或不幸乃至最後的命運。人類基因組包含了我們何以為人的關鍵，我們究竟與其他的靈長類動物有哪裡不同。1953年，華生和克里克提出DNA是雙股螺旋狀的分子，五碳糖和磷酸基共為雙股螺旋的骨架，含氮鹼基則在兩股間形成氫鍵。A只能和T鍵結，C只可與G配對；蛋白質編碼全是由A、T、C、G這幾種鍵結構成的鍊。但是人類基因組僅有寥寥2至3％是編碼的部分，其中更多的是長短不一、時有重複的未知的片段。而據目前科學家們的推估，人類基因數大約是3.5萬個，實在出乎意料的少。進化學家古爾德即針對此一觀點，認定低基因數打破生物學的教條--還原論(Reductionism)。這個理論闡明一個系統無論多複雜，皆會循著一個模式，只要由下往上慢慢推演，就能將簡單的動態組合成完整的拼圖；只要了解基因組的運作，我們必然得以知曉生物體是如何組成的。對反還原論者而言，正因為人類基因數少，後天教養才更為重要。言簡意賅地說，「我們」並非全然受基因支配。 就某部分來講，基因多寡並非人類和其他生物不一樣的根本原因；常被人忽視的「垃圾」基因或許隱藏著更多秘密。然而生命的本質就是一連串交雜錯縱的化學作用，我們就算解開整個人類基因組的序列，遺傳指令的執行和基因啟動的關鍵仍在一片迷霧之中，沒有絲毫頭緒。這讓我們不禁感慨:即使是最簡單的生命，還是令人困惑無比。
第九章 非洲起源說:DNA與人類史 相傳盤古開天，女媧造人；始有人類之初，在切換一個角度，則是上帝創世和摩奴法典。 三十二億年前，地球表面充滿了沼氣、氨氣和水氣。閃電分解空氣產生化合物；各種化合物隨雨水流入海洋，最後形成蛋白質。蛋白質結合成「團聚體」；團聚體經自我複製，逐漸變成原始細胞。十五億年前，有細胞核的生物出現；十億年前，單細胞演化成多細胞生物；五億年前，無脊椎動物出現；四億年前，才有了脊椎動物。脊椎動物在海洋中，又衍生了各式各樣的水棲種族；此時陸地上的植物已經相當茂盛了。一支總鰭類的魚首先開始兩棲生活，而後又演化出爬蟲類、鳥類......。距今兩百萬年前，人類終於誕生了！由於具有直立、腦容量大等特性，人類慢慢支配了整個世界。時至今日，我們儼然成為生物裡的霸者，享有自然界的一切。
地球上的生命史有三十二億年，如若將之濃縮成一年的話，那麼我們可以說是在十二月三十一日的晚上六點三十七分才到來的生物!就連作者也說: 「地球的生命史簡直是一齣細菌的故事。」人類是最後的那個點。除了全人類的故事，我們也想知道各自的祖先是從何而來的。隨著DNA的概念深植人心以及科學家日以繼夜的努力，想窮究人類物種的起源並非天方夜譚。從粒線體是由母親那方遺傳而來，我們推知人類一開始的根據地位在非洲大陸。原本人類也和其他猿類一樣是以攀爬為主，但可能因為氣候改變、地質變遷，我們因此學會直立行走。人類的重心轉由下肢支撐，盆骨因此變小；胎兒必須在發育完整前就要出生，否則無法通過盆骨。這導致人類幼兒期需時較長，和上一代相處的時間也更久；能夠習得更多知識，甚至發展出語言。直立行走也有一個好處，我們的雙手得以騰出來利用，手的勞動刺激腦部功能發達活化；文化促使體格的改變，使人類比其他生物更加迅速的發展。 演化這條道路讓生物們產生數不盡的分枝；然而所有的生物都是由同一個祖先演化而來的，動物們在胚胎初期，幾乎是相差無幾。我們同其他生物一般賴以環境中的資源才能生存，天地與我並生，萬物與我為一；地球是我們安身立命的所在，也是所有生物共同的家園。在了解人類歷史的同時，或許我們也該慮及地球環境。我們和地球生態可謂休戚與共、脣齒相依，地球的未來就是人類的未來，我們是不是也應該和其他生物和平相處呢?
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