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不想被民調數字愚弄,歡迎進入統計學的世界!

第 83期  2003/2/28

       五十年前的2月28日,華森與克里克走進一間昏暗的酒吧「Eagle」,向在場的人們宣布他們發現了生命的祕密──DNA的雙螺旋結構。

       五十年後的今天,科學家仍然持續進行各項研究,想解開許多(甚至愈來愈多)生命的奧祕,可見,生命體真是世上最精妙複雜的奇蹟。

       趁著這五十週年紀念,SCC電子報也選了《金色雙螺旋》這本書及兩篇相關的文章,〈華生傳奇〉〈物理不外人情〉,推薦給各位。網路上也有幾個值得一看的網站,譬如英國醫學研究委員會的「Celebrating 50 years of DNA」,或是Amazon為此所做的專輯「50th Anniversary of DNA」,有興趣的人可以上去逛逛。

《金色雙螺旋》(The Golden Helix)

進來看看這本書 基因工程是二十世紀重大的科學發明,它所引爆的生物技術產業將成為二十一世紀蓬勃發展的明星產業。先進國家無不看準它無窮的潛力與商機,有計畫地投注大量的資金與人力,展開一場「點DNA雙螺旋成金」的熱潮與競賽。發明這些新技術的科學家,紛紛從實驗室走出來,站在企業經營的前線,將他們所發展的知識應用在醫療、農業、食品、環保等方面。

一般人對於「生物技術」這門結合了學術研究及產業應用的學問總是又好奇又困惑。本書作者、諾貝爾獎得主孔伯格,以內行人的角度,闡述生物技術的本質、生技產業的生態、以及生技公司的文化;作者也造訪多位赫赫有名的先驅者,細說他們的人格特質與心路歷程。書中並以一個互利共生的典範?先靈葆雅與迪納克斯的合作關係,來強調一個企業之所以成功,有大半因素是仰賴人與人的良性互動與溝通。 …… 《進來看看這本書》

  華生傳奇

前陽明大學生理所教授  潘震澤

        距今五十年前(一九五三年)的二月間,兩位初出茅廬、名不見經傳的科學家克立克(Francis Crick, 1916-)及華生(James Watson, 1928-)在英國劍橋大學的卡文迪許實驗室解開了DNA的雙螺旋結構。DNA是細胞內儲藏遺傳訊息的資料庫,也是所謂「基因」的所在,其互補的雙螺旋結構,不但線條優美簡單,也馬上讓克立克及華生想到:螺旋上鹼基的排列順序,可作為遺傳訊息的編碼。果不其然,後續的研究證明那是正確的推測;而近五十年後將人類DNA上所有三十億個鹼基排列都給決定出來的人類基因組計畫,猶其餘事也。  

        雙螺旋的故事之所以膾炙人口,除了發現本身的重要性之外,其中的戲劇性更是為人所津津樂道。如前所述,克立克與華生兩人的資歷與經驗,都不足以與同時間專注該問題的研究者相比;尤有甚者,他二人根本沒動手做過任何實驗,而是根據別人的實驗結果,憑空「想」出來的。除了其中的一對鹼基少算了一個氫鍵外,他們所建立的模型五十年來始終屹立不搖,並不容易。因此九年後,他倆因該發現獲得諾貝爾獎的肯定,也算實至名歸。

        然而這項發現真正打入許多人的共同記憶,很大一部分還是由於華生寫的《雙螺旋》一書。這本書於一九六八年正式出版,但華生於三年前就已開始撰寫,完稿後,並分送書中提及的當事人,以尋求意見回饋。由於華生坦率無隱的敘事方式,引起克立克及其他幾位人士的強烈反彈。他們寫信給華生及哈佛出版社的主編,要求不予出版,否則將提訴訟。結果哈佛校長怕涉及毀謗,否決了哈佛出版社理事會准予出版的決議,而引起哈佛的學生報及紐約時報大幅報導,間接給《雙螺旋》做了免費的宣傳。

        克立克反對該書的理由有以下幾點:那是華生的片段自傳,不是歷史,其中不但沒有彰顯科學發現的過程,反而有所扭曲。克立克認為科學裡重要的是發現的本身,而不是怎麼發現的,或是誰發現的。他還說,為文談論還活著的朋友,是有失品味的舉動;華生此舉,嚴重侵犯了他的隱私,也糟蹋了他們的友誼。  

        雖然有當事人的抗議,但改由私人出版社發行的《雙螺旋》一書卻受到大眾的喜愛。對一般讀者來說,科學家也和凡人一樣會鉤心鬥角、爭強好勝,似乎是讓人驚訝的事。同時,多數讀者與克立克的想法正好相反,他們對科學發現本身,比不上對人物及過程的興趣。《雙螺旋》一書的成功,可由出版三十五年來有好幾個版本,不斷再刷,賣了不下一百萬本,可見一斑。國內三十多年前就有「科學月刊」及「今日世界」出版的兩個譯本,幾年前,「時報出版」又重印了「科學月刊」的譯本。

      有趣的是,近二十年後克立克重讀《雙螺旋》,後悔地承認華生的確相當聰明,在一本給大眾閱讀的書裡,傳達了相當多科學的訊息;同時,該書寫得懸疑曲折,讓人讀了就難以釋手。他說,雖然該書第一句話就說他從不知謙虛為何物,但整本書把他寫得還算不錯。也由於這本書的緣故,他本人根本不需要做什麼宣傳,因為華生就是全世界最好的公關。他還說,哈佛大學一定生他的氣,平白讓哈佛損失了許多賣書的收入。
 
        華生與克立克兩位,都過了精采豐富的一生,日後必定是史家為之作傳的對象。二○○一年,也就是《雙螺旋》出版後的三十三年,華生才又出版了《基因、女郎與伽莫夫》(Genes, Girls and Gamow)一書,副標是:《雙螺旋之後》(After the Double Helix)。這本書從一九五三年四月寫起,一直寫到一九五六年九月為止,共三年半的時光。該書延續了《雙螺旋》的調性,以半流水帳的方式,記錄了那段時間內華生追求科學發現及異性知己的點點滴滴。以科學發現來說,雙螺旋之後的未知問題仍然重重,但華生本人的成果卻乏善可陳,較為可觀的則是他的感情生活。

        相華生十五歲上大學,二十二歲拿博士學位,他自云學生時代所心儀的美女,都與他無緣。《基因、女郎與伽莫夫》一書記錄了青年華生一系列求偶史的赤裸告白,其中令他動心的女性有近十位之多,兩位還是羅敷有夫。但那三年半的時光,卻也是他一段最刻骨銘心戀情的開始及結束。華生鍾情的對象不是別人,而是哈佛大學出名演化生物學家麥爾的大女兒克莉絲塔。四十多年後,華生仍不願把這段陳年往事埋藏心底,非要公諸於世,可見這段初戀在他心中的地位。在此,我們看到的不是因發現雙螺旋而得了諾貝爾獎的偉大科學家,而是一位為感情不定所苦的年輕人;其中從青澀的期待、到交心的喜悅,從未知的遲疑,再到痛苦的分手,華生再一次向世人揭露,科學家渴望感情之心,亦與常人無異。

【本文轉載自《中央日報》副刊92.2.19】


  物理不外人情

中研院史語所助理研究員  王道還

        今年是發現DNA分子結構的五十週年。
       當年,科學界對於DNA是不是遺傳物質都還在爭論,哪裡知道,DNA分子結構揭曉之後,生物遺傳的基本原理就大白於世,分子遺傳學因而誕生,改寫了近幾十年生物學與生物醫學的發展。DNA甚至重新塑造了人類自古以來的夢想。  

        二十世紀末最大規模的科學研究計畫,「人類基因組定序」(HGP),就是發展DNA科學的結果。生物的基因組,成了現代「魔法石」,或者,阿拉丁神燈。據說,只要參透基因組定序的結果,就等於摩擦神燈的蓋子,釋出擁有巨大法力的巨人,供我們役使,消除人間病痛,使我們青春永駐、長生不老,從此過著美滿幸福的生活。

        一個分子的結構,會產生那麼大的魔力,科學史上,沒有先例。十九世紀末,居禮夫婦開拓的「放射能」研究,倒是差堪比擬。 居禮夫人在研究「放射性」的過程中,發現了鐳(原子序88),並以鐳作為博士論文的題目(一九○三年通過)。居禮夫婦指出放射性元素的放射能,是人類前所未知的新能源,他們立即想到的用途,就是治療惡性腫瘤(癌)。一個世紀之後,放射線已是治療癌症的標準手段,只不過,適合以放射線治療的癌症並不多。世人對放射性研究的後果,印象最深刻的,反而是廣島、長崎「原爆」釋放的核能。即使「和平」核能,在許多人心中,引發的恐懼仍大於感激。

        原子彈問世是科學史的轉捩點,它警醒了世人,科學儘管是理性的活動,科學發展未必理性。

        別一九一四年夏,第一次世界大戰爆發。這一年年初,英國作家威爾斯(H. G. Wells, 1866-1946)就以小說預言:未來爆發的世界大戰,會發生原子彈毀滅大城市的情事。用不著說,這個預言是在戰爭的陰影中成形的。可是,直到一九三九年年初,歐洲又是戰雲密佈,諾貝爾獎級的科學家仍能以理性論證,指出釋放核能所需的鏈鎖反應,技術上幾乎不可能。

        天但是歷史發展可不管理性論證,似乎總能化不可能為可能。一九四○年初,科學家掌握了製造原子彈的科學數據,這時科學家才面臨「不能」與「不為」的問題。要是「不能」,就沒有值得討論的責任、倫理議題了;有能力的人,才會受「道德選擇」的折磨。然而,在戰爭情境中,科學家即使道通天地,也只能任詭譎風雲擺布。面對不理性的敵人,理性有什麼用?

        二次大戰結束後,參與研發原子彈的科學家,對於廣島、長崎的浩劫,有幾種不同的反應。有人因而投身反核行列,大談科學家的人道責任;有人預見東西對抗的新態勢,全力推動戰略核武研發;有人緊抱科學中性論做護身符,繼續從事核能研究。其中以德國的海森堡(Heisenberg, 1901-1976;1932年諾貝爾物理獎得主)最值得注意。

        金髮的海森堡是「亞利安人」,卻因為擁抱「猶太科學」(量子論)而受國人批判,但是他在戰時堅持留在國內,為國服務。以他的學術地位,軍方徵召他負責研發核能的軍事用途,再自然不過了。根據海森堡戰後的說詞,他在戰時根本無意發展核武,他以各種技術困難為理由,化解軍方對核武的期待,而他真正從事的,是研發供發電用的核能反應器。他甚至想說服盟國的物理學家,一齊拒絕研發核武。

        一九四一年九月,海森堡到德軍佔領的哥本哈根,與亦師亦友的量子論泰斗波耳(Bohr, 1885-1962;1922年諾貝爾物理獎得主)會談。結果兩人不歡而散。要是我們相信海森堡的說詞,波耳顯然不可「理」喻,聽不進他的建議。而波耳對當時會談的印象,就不是那麼回事了。他回憶道,海森堡先是大言德國必勝,因此妄想戰爭會有不同結果而不與德國合作,簡直愚不可及。海森堡又說,他正在主持研發核武。這提醒了波耳:他們兩人分別處於敵對的陣營。可是,海森堡在回憶錄中寫道:這時,

        波耳非常驚駭,根本沒有聽進我的話裡最重要的部份,那就是,有極為巨大的技術困難尚待克服。我認為這一點極為重要,因為物理學家因此可能有機會掌握製造原子彈的決定權。

        海森堡這麼一位科學巨匠,竟這樣一廂情願,反而讓我們憂慮起來:科學這行當,可以任由科學家獨行其是嗎?

        美國的人類基因組計畫,預算三十億美金,預定十五年內完成,也就是二○○五年。這是在承平時期作成的決定;表面看來,它不涉及研發原子彈的「道德選擇」問題。事實上,一開始就有諾貝爾獎級的學者反對花費這麼龐大的資源,從事單一研究計畫。此外,提倡人類基因組計畫的學者,以治病、防病作為主要訴求,也有誤導民眾、扭曲醫療資源的嫌疑。生活在工業化國家的人民,面臨的健康問題,與生活方式、生活環境的關係密不可分,DNA不大可能是禍首。何況,許多問題是生活品質提升的後果--例如,要不是平均壽命延長了,哪來的老化問題?


        可今年是發現DNA分子結構的五十週年。回顧分子遺傳學這半個世紀的成就,我們更需要的,是通識。 是一個個案有推翻一套理論的力量嗎?而米德的田野觀察又該怎麼說呢?

參考資料:http://www.aip.org/pt/vol-53/iss-7/p28.html

〔本文轉載自《中央日報》副刊92.2.12〕

臍帶血:前景或幻影?

科學新聞由SciScape提供

       越來越多的父母願意為子女在出生的時候留下臍帶血,以期待在未來這些儲存下來的臍帶血細胞能夠拯救子女的生命。然而臍帶血公司所作出的承諾究竟是合理預測的前景,還是誤導人的幻影?在科學界中有著不同的聲音。

       為了保存臍帶血,胎兒的臍帶與胎盤在切下後幾分鐘內就被以灌流法取出其中的血液,接著便被送到實驗室中過濾出其中的血球細胞以及幹細胞,然後以冷凍保存起來。根據提供這些服務的公司宣稱,保存起來的幹細胞將可能用來治療血癌,老人痴呆症,或其他疾病。例如美國最大的臍帶血保存公司 Cord Blood Registry 的網頁上就宣稱“許多醫生與科學家相信幹細胞將可以用來修復受損的腦或脊索。”(many doctors and scientists believe that in the future, stem cells may be used to repair brain or spinal cord damage.)

       這些儲備的細胞確實可以挽救生命,不過到目前為止,臍帶血多是用來移植給得到血癌或其他遺傳疾病的不相干人士,而非是儲存臍帶血的胎兒本身。因為一般而言,這些年輕的細胞比較容易被身體接受。

       Harvard Medical School in Boston 的 Even Snyder 解剖一個曾在九個月大時接受另一個男性提供的臍帶血以作為腦病變的實驗性療法,卻於二十個月大時過世的女嬰腦部,但他並沒有發現任何源自於捐贈者的血液細胞的神經細胞。這樣的結果顯示,臍帶血至少不能僅經由很簡單的處理就產生神經細胞。

       University of South Florida in Tampa 的 Juan Sanchez-Ramos 曾經指出,在實驗室的環境下臍帶血中的某些幹細胞可以自發性地分化為神經性質的細胞。兩年後的現在,他認為有這種能力的細胞可能僅為百萬中選一,因此他說:“我不希望這個發現被誤解。”(I wouldn't want the public to be misled.)

       但是, Cord Blood Registry 的 scientific director: David Harris 認為該公司的宣稱並非誤導,而是對一個正在發展中的工作的前景的描繪。他說:“我們試著把它光明正大地呈現出來。”(We try to present it even-handedly.)

       臍帶血的潛能的研究也有令人振奮的消息。Sanchez-Ramos 在尚未發表的研究中發現,由臍帶血中分離出的特定幹細胞再經由特定的生長激素處理,似乎有助於期分化為神經細胞。他認為再二十到五十年後臍帶血或許真的會變成救命靈丹,但是現在要給任何保證則還嫌太早。
     
      原學術論文: Brophy, B. et al. Cloned transgenic cattle produce milk with higher levels of s-casein and k-casein. Nature Biotechnology, published online, doi:10.1038/nbt783 (2003).
(本篇科學新聞來源提供:SciScape)

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