影響我們的健康、意識以及未來的細胞

遙想當年來台灣降轉唸僑生大學先修班，原本是要考被戲稱為「醬料系」的那個系，可是後來卻唸了據說會終身科科的生科系，在僑大引起好一陣風波，回家也差點家庭革命，因為我當時的成績可以進第三類組所有科系，包括所有大學的醬料系。

轉眼過了近二十年，我回到母校分子與細胞生物研究所任教。現在醫界被健保給付、醫療訴訟搞得疲於奔命，一大群頂尖醫師轉行醫美，在這個醫臉比醫命更賺錢、安全又輕鬆的時代，不但已經沒人問我當年不唸醫科會不會後悔，還有人大讚我好有遠見。其實，我怎麼可能在二十年後預見今天？我只是想唸我真心想唸的科系，沒管什麼前途和他人期許。

但我一直沒向人提過自己毅然決然唸生命科學而非製作醬料的關鍵契機，因為這還真有點難以啟齒。僑大學期末，生物實驗課老師放了這段影片：




是的，像這樣約一分鐘無聲的黑白影片，讓我見識到生命的了不起！

一顆母細胞如此精準地把染色體排在中間、精確地分到兩顆子細胞，這過程在我們身上重複成千上萬次，先讓一顆受精卵一直分裂成為有幾十兆細胞的身體，並且在一生當中，不斷汰舊換新身體裡如皮膚和腸道等器官的細胞。

不瞞大家說，看了這段影片，我當場熱淚盈眶，於是不顧所有長輩、老師、同學、朋友的震驚、訝異和反對，搞得終身科科的下場。所以，我其實看了一分鐘影片就做了人生重大決策，嗯⋯⋯

因為這樣的感動，我大學時立志成為細胞生物學家，不過後來卻峰迴路轉在博士班唸了大學時不喜歡的遺傳學，現在過著白天做雞、晚上做鴨的研究生活。其實，生命的道理是相通的，各學科只是使用的方法不同。

以前看過一本有趣的漫畫，說明生物化學家、細胞生物學家、遺傳學家的大致差異：例如假設有個外星生命科學家來到地球，想要知道台北101是幹嘛的，外星生物化學家就把台北101搗爛，然後分離出各成份去分析；外星細胞生物學家就把台北101裡頭的東西染色或標上螢光，然後拿長鏡頭相機瘋狂拍照去分析；外星遺傳學家想知道台北101某物件的功能，就把它搞壞或拔掉看看會出什麼事。

這描述頗傳神，但是現在生命科學的研究往往要用多學科的方法多管齊下，因此外星生命科學家會把台北101的某件東西拔掉然後把其他物件標上螢光拍完照再搗爛來分析成份。因此，雖然我現在算不上是細胞生物學家，可是在研究基因功能的過程中，也要用到不少細胞生物學的研究方法。

那麼，細胞生物學家是如何研究細胞的呢？美國細胞生物學家約書亞．拉普波特（Joshua Z. Rappoport）在《細胞：影響我們的健康、意識以及未來的微觀世界內幕》（The Cell : Discovering the Microscopic World that Determines Our Health, Our Consciousness, and Our Future）中有通俗且詳細的描述。

除了病毒，所有生命都以細胞的形式存在，最主要的差別在於有沒有細胞核，真核生物主要又分為單細胞和多細胞。細胞，尤其是真核細胞，是一個超大型高科技工業園區，不同的胞器就是個別的工廠，裡頭有成千上萬架奈米機器（蛋白質）在進行各種催化、通訊、生產、運輸、組裝等重要工作。

園區管理局（細胞核）內的DNA硬碟蘊含整個園區乃至整個國家（生物體）發展和運作的所有必需資訊，尤其有所有奈米機器的製作藍圖（基因體），工程師會把管理局內的藍圖拷貝一份成RNA的精簡副本到工地，施工製成奈米機器（分子生物學的中心法則）；如果有需要也會在藍圖上放書籤讓一些藍圖更容易被找來拷貝，或者轉動移動書櫃藏起藍圖（表觀遺傳學）；工廠（胞器）間佈滿密密麻麻複雜的管線和運輸奈米機器。更絕妙無比的是，這個工業園區還會自我複製。

《細胞》的第二部分就是探討這個高科技工業園區，還有我們如何能夠破解那些生命藍圖的密碼，甚至能夠偷偷改寫生命藍圖。人工改造基因體技術CRISPR實在太強大了，能夠讓科學家更隨心所欲地精準改造其他生物的基因體。人類也有不少複製藍圖時出現錯誤（突變）而產生不良的藍圖，因而生產出不堪使用的奈米機器，或者更糟糕的爆走奈米機器，讓環環相扣的工業園區癱瘓甚至毀滅國家。因此有了人工改造基因體技術，就一定會有科學家試圖用來修正人類的不良藍圖。

身為美國西北大學芬博格醫學院（Feinberg School of Medicine）的高級顯微鏡中心和尼康影像中心主任，拉普波特，自然要在《細胞》暢談各種顯微鏡技術。他娓娓道出顯微鏡能夠讓科學家「看到」什麼，從虎克（Robert Hooke，1635－1703）以降的幾百年，各種顯微鏡技術發明，簡直是把光線甚至電子束在細胞內穿梭的路徑玩弄於股掌之間，讓我們窺見細胞的秘密內在生活。

沒有腦、手有毒、肛門就是口的水母也參上一腳，細胞生物學家用牠們的蛋白質當細胞內的燈泡，為科學家指引探索的方向；不讓水母專美於前，螢火蟲的冷光還能在活體細胞中一閃一閃亮晶晶，讓科學家更有效率設計實驗。

用高科技工業園區來比喻細胞有所不足，因為在多細胞生物中，細胞還會壯士斷臂，犠牲小我完成大我！精準地控制細胞自戕的時機很重要，自我發現錯誤的細胞也會自我了斷。爆了黑幕而發表不自殺宣言是必要的，可是發表不自殺宣言的癌細胞就是不折不扣的無恥混蛋，最後會讓整個國家淪陷；病毒也是個狡滑的間碟，潛入敵方的工業園區駭進管理局為自己製造彈藥，然後過河拆橋一走了之，再潛入下一個受害者⋯⋯

人體的好壞在於細胞。對我們這樣的多細胞生物來說，多樣的細胞會組成不同組織，組織再組成器官，器官組成系統，各系統之間協調運作而成為人體。就像城市鄉鎮組成郡縣，郡縣組成州省，州省組成國家。《細胞》舉了腎臟、大腦和免疫系統為例來讓我們瞭解各種細胞之間的不同協作來維持一個健康的人體。

拉普波特在《細胞》的第六部討論更深遠的問題，例如挑戰癌症、倫理、奈米技術、科學現狀等複雜的現實問題。細胞生物學為人類生物醫學的進展帶來很大的貢獻，但是很不幸的，近年台灣生科領域包括台大的造假事件也好，還有日本小保方晴子的幹細胞造假事件也好，都剛好涉及了細胞生物學的研究。

細胞生物學的研究是有名的技術難度高，更是需要投入大量的精力、時間和耐心，還要克服實驗經常失敗的沮喪和挫折。絕大多數細胞生物學家都是人格特質極為受人敬重的學者，只可惜極少數投身科學研究僅為爭奪名利的害群之馬，抄捷徑不擇手段地篡改甚至無中生資料，試圖坐享榮華富貴，讓幾顆老鼠屎壞了一大鍋好粥！

當然，真正的科學研究才一點也不會是如此不堪，而且真的精彩絕倫！要瞭解細胞生物學的研究是怎麼一回事，這本書值得一讀！


本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE思書軒】。