97年清大生命科學研究 人才培育計畫

書面

讀書心得報告 : 複製一個我

學 號:LH72   學 生:張昕安 97.11.21

壹、前言

  現在的生物科技都得拜雷文霍克之賜,於198年9月17日雷文霍克是第一個用放大鏡來觀察,並將微生物加以描述的人,之後他更將他所見的,寫封信給英國皇家學會。那時候,虎克已是英國皇家學會,在讀完這封信之後他也曾用多鏡片的顯微鏡觀察過軟木塞,發現軟木塞是排列整齊的小洞所構成的,並且將這些小洞稱為細胞,之後虎克便依照雷文霍克所描述的實驗近程,再作了一次,因此證明了雷文霍克觀察的是真的,只不過虎克並不知道,其實他所觀察到的微生物也是細胞所構成的。之後,各國的貴族也對雷文霍克的發現深感興趣,但誰也沒想到,這些微生物是可以造成可怕瘟疫的原兇,也是讓我們得以吃到鬆軟的麵包,香醇的葡萄酒,美味的乳酪,這些微生物的運用早在數千年前就人類不知不覺地用上了。

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圖中的人就是雷文霍克 他在寫給英國皇家的信中 說他所觀察到的微生物是「可憐的小畜生」

貳、讀書研究心得

  在雷文霍克發現微生物後200年,微生物又再度被世人所重視。因為在當時工業的發展,酒類再也不是產自小型家庭,而是由大工廠來生產,但由於大工廠一次必須生產大量的酒,為了避免失敗而導致損失,製酒廠必須有更精確的知識來釀酒。不幸的,在法國某座酒廠發生了,他們發現他們所釀製出來的酒,變得灰色黏稠狀,而且是成酸性的。釀酒的負責人為了解決這個問題,求救於當時的化學家巴斯德教授。於是巴斯德帶著顯微鏡,在酒廠裡比較發現,生病的酒裡,比健康的酒裡,多出了很多灰色的小點。後來用化學的方式證實,這些灰色小點會產生乳酸,而導致酒變酸,巴斯德也發現,只要將酒短暫的加熱,就足以消滅其中的細菌。而應用在牛乳的滅菌上,發現也可以防止牛奶變酸。試想,一毫升的生乳就有大約二十五萬到五十萬個微生物,現在的生乳大多是用巴氏滅菌法短暫加熱到七十二到七十四度,藉此可消滅百分之九十八到百分之九十九的微生物,我們將此種滅菌方式稱之為巴氏滅菌法,以紀念巴斯德對人類對食品消毒的貢獻。

到了今天科學家能以生物科技細菌為我們產生人類可能缺乏的酵素,如胰島素、生長激素等,科學家利用DNA限制?從人類健康的體細胞中剪下我們所需要的基因性狀片段,並將此片段放入細菌的DNA中,因為細菌的分裂速度比人體細胞分裂的更快,能幫人類大量生產人類所需要的激素,使有罕見疾病的人得以過和常人一樣的生活,讓一些有罕見疾病的人擁有與常人無異的身體。

一、生物複製的演進和成果

  生物複製的開始就要從1942年開始說起,當時,就已發展出用液化氮保存的精液的方式來運送,而為了要能使牛隻的肉品或牛乳的產量提高,就必須以生物技術來篩選。必須施先打荷爾蒙,促使母種牛排出卵,再利用人工受孕的方式,使這些卵子受精。之後,再利用導管式超音波濾泡穿刺取出,取出之後與精卵一樣置入液態氮中保存,如在適當的保存溫度,這些胚胎幾乎是永遠有效,而在解凍之後大約有三分之二的胚胎適合使用於受精卵,並植入代理孕母的子宮中使之發育長成所需之牛隻品種。以現在之技術可對精子做篩選,對品種作更精確之篩選,現已可以由網路上,向生物科技公司訂做牛隻的胚胎,例如乳牛或肉牛之胚胎再由生物科技公司的人員將胚胎植入代理孕母的體內,進行孕育。

二、生物的黏膠-淡菜的黏液

  每個人大概都看過或聽過淡菜這種可食用的貝類,這種貝類的貝殼成藍黑色的,用所謂的足絲緊緊的附著在海中的物體上,海洋生物學家用兩萬隻的淡菜提煉出三毫克的黏膠。淡菜所分泌出的這種蛋白質黏液裡,含有多種罕見的胺基酸,


  這些胺基酸有多種不同的化學結合方式,安基酸在結合時,會彼此「黏」在一起,或是藉由?的作用年在一個物體的表面。這種蛋白質包附的骨膠原,成為一種極富黏性的物質,在三分鐘之後就會固定,在海中也是一樣。而這種黏膠特別的是,它只會替分泌它的淡菜服務,而其他的貝類就無法在這層黏膠上附著。美國軍方對這種黏膠特別感興趣,因為船身如果附著著許多貝類及小生物,船速會因此減慢,為了要清除這些貝類,要花上不少錢,因此,美國軍方希望能藉由在船身漆一層淡菜的黏膠,來避免這些令人頭痛的問題。

三、生物複製

  現今的生物複製,是從該物種之母體注入荷爾蒙以催促排卵,每一次大約會排出二顆以上的卵子,利用導管或穿刺取出卵核之卵核以後,將所需 複製生物種之體細胞之細胞核,這漾卵子使可進行細胞分裂。

  幹細胞作複製,用幹細胞作複製必須用到的幹細胞有來自人的骨髓,稱作體幹細胞,有來自臍帶血的幹細胞,還有日本的山中申龍博士研究的iPS,萬能幹細胞,現在幹細胞的研究中,發現受精卵細胞在分裂時分為內外細胞層,在子宮著床後,外層細胞會發育成胎盤,內層則會發育成胚胎,並分成皮幹細胞、內臟幹細胞和造骨幹細胞,這三組幹細胞群會各自發育成特定之器官,如皮膚是由皮質幹細胞分裂而成,心臟則是由內臟幹細胞分裂而成,而造骨幹細胞就會分裂成軟骨硬骨,骨髓和生長板。目前已研究到將ips幹細胞植入老鼠體內後,會在老鼠體內分裂成為畸胎瘤,將這些畸胎瘤由顥微鏡觀察得知這些瘤內有還未發育完成的骨頭組織、肌肉組織、內臟組織。未來將用已分化之細胞來作為身體已受損之組織的替換,期望用這種方式可以減少身體的排斥反應。


節錄自參考資料二

                 參結語


  我們在前面說幹細胞可以作為器官的複製品,目前的間題是幹細胞大部份是從胚胎中取出,但能否將人工受孕時,多餘的胚胎加以利用呢?一個多餘而未植入母體的胚胎可能藉以製造胚胎幹細胞,以取得有再生之能力的正常細胞來治療疾病,這些幹細胞有許多用途,神經幹細胞可移入中腦,以治療帕金森氏症,也可以治療下半身癱瘓,或用來修復中風後的大腦,胰島幹細胞可以用來治療糖尿病,心肌細胞可以修補因心肌梗塞而壞死的心肌組織,軟骨細胞則可以治療關節損傷等等。現在這些胚胎有效儲存在適當的環境冷凍庫裡,用液態氮保存,要不就是解凍,讓胚胎自行死亡,還是我們可以接受把這些胚胎用於科學研究上。但仍有些專家學者持不同意見在這議題上,有些專家學者認為在道德上胚胎是不可以再利用,因為他們視胚胎為已有生命,而站在基本人權的角度上是不允許將任何有生何的個體作為工具,做與該人無意之事。有人則認為,反正這個階段還不能算是一個完整的生命體,且此胚胎無法再生長成為一個完全的人。

  目前做這些研究在德國有較完整的法律加以規範及禁止,而在英國則是可以合法進行,法律中規定只有胚胎植入子宮後可不得用於研究,現在應有更多的討論來制定出一個不違反人權,但又能有效利用胚胎的技術造福人群。

 

參考資料

  1. 複製一個我!Reinhard Renneberg 著 姬健梅 譯
  2. 人體幹細 胞孫嶠望 著
  3. 李宣書。「成體幹細胞」。<http://fma.mc.ntu.edu.tw/oldweb/message/slide/
    3F%A4j%B7|%B0%F3-%A5%CD%A7%DE%C0%E7/生技4-李宣
    書.files/slide0002.htm>

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