博古通今的生物里程碑:细数生物界里最重要、最有趣的故事

浏览量:177 发布于:2020-06-21
西元1670年:麦角中毒症与巫婆

事件人物

路易斯.图拉斯内(Louis-René Tulasne,1815~1885年)博古通今的生物里程碑:细数生物界里最重要、最有趣的故事
这幅《魔宴》(Witches Sabbath,1798年)是西班牙艺术家,法兰西斯科.戈耶(Francisco Goya,1746~1828年)的作品,以山羊象徵魔鬼。

,三位遭人指控是巫婆的青少女,被带往殖民时期位于麻萨诸塞州的塞冷(Salem)接受审判。因为他们发出疯也似的尖叫、身体抽搐、神情恍惚,当地医生据此判定她们是女巫。这些孩子被定罪,两个被吊死,另一个被毒死。到了当年年末,共有20人被控是女巫而遭到处死。女巫审判并不是塞冷地区的专利,根据报导,自1450至1750年,在欧洲因女巫罪名遭到审判且判处死刑的人数就有4至6万人,最后一起烧死女巫的事件,发生在1793年,地点在波兰。这段期间,在欧洲和北美洲,怪力乱神的影响渗入人们的生活,是疾病和不幸的肇因。

有许多学者研究这三名青少女的症状,多数人认为真正元凶是麦角中毒症,是发生在裸麦和其他穀类作物上的疾病,由黑麦角菌(Claviceps purpurea)这种真菌所引起。当黑麦角菌的孢子感染榖类作物以后,会开始形成菌核。真菌感染植物的过程,犹如植物受精时花粉粒接触植物子房一样。早春时间气候寒冷而潮湿,裸麦和看来有如穀粒的麦角被农人一起收割、碾磨。裸麦是穷人的主食。人类和其他哺乳类动物都会发生麦角中毒症,草食性的牛受害尤其严重。

法国的气候条件相当适合麦角生长,因此麦角中毒症在法国相当普遍,944年,南法地区有4万人因麦角中毒症而丧命。麦角中毒症最主要的症状抽搐和产生组织坏疽。因流往四肢末端的血流受到压缩,使病人产生剧痛、坏疽,面临截肢命运。1670年,法国医生杜雷判定麦角中毒症并非传染性疾病,病人是

因为吃了含有麦角的裸麦而中毒。1853年,法国真菌学家路易斯.图拉斯内建立麦角的生活史。从麦角中萃取出来的生物硷具有医疗用途,可治疗偏头痛,并具有诱发子宫收缩的功能,还能控制产妇分娩后的出血量。

西元1951年:海拉细胞的不死传奇

事件人物

乔治.盖(George Otto Gey,1899~1970年)约翰.沙克(Jonas Salk,1914~1995年)海莉耶塔.拉克斯(Henrietta Lacks,1920~1951年)蕾贝卡.史路特(Rebecca Skloot,1972年生)博古通今的生物里程碑:细数生物界里最重要、最有趣的故事
此图为经过培养的海拉细胞,原为人类子宫颈癌细胞。海拉细胞自1951年起就不断分裂至今,并发展成为商业化细胞株,供生物及药学研究之用。

1951年,时年30岁,五位孩子之母,非裔美国人海莉耶塔.拉克斯前往约翰.霍普金斯医院治疗子宫颈癌(cervical cancer)。治疗过程中,她身上的子宫颈癌细胞被採样,在没有经过她同意的状况下,一部分样本送到组织培养实验室的乔治.盖手上(在当时,使用某个人的细胞做实验并不需要徵得本人同意,也没有任何人被徵询过)。八个月后,癌细胞转移至全身,到了10月,海莉耶塔.拉克斯病逝。就在当天,盖带着一小瓶海拉细胞上电视,宣称这是治疗癌症的新希望。

当正常的人类细胞在培养基里生长时,分裂20至50次后就会死亡。而海拉细胞,第一种不死的人类细胞,却能自1951年起持续分裂至今。究竟海拉细胞为何有这种不死的能力,至今依然是个谜。

海拉细胞经过大量生产,送往全世界各个实验室,有些研究学者认为海拉细胞是当代最重大的医学发现。1954年,约翰.沙克利用海拉细胞发展出小儿麻痺疫苗。海拉细胞对于癌症、肿瘤的细胞生物学、抗癌药物、爱滋病和基因图谱的研究,做出无价的贡献。

海莉耶塔.拉克斯死后25年,拉克斯家族才知道海拉细胞的存在。即便海拉细胞已经是广泛传播到世界各地的商业化产品,盖或拉克斯的家人并没有收到任何补偿金,也没有人纪念海莉耶塔.拉克斯的贡献。虽然偶有报纸刊登有关拉克斯和海拉细胞的报导,但直到2010年,蕾贝卡.史路特的着作《海拉细胞的不死传奇》(The Immortal Life of Henrietta Lacks)出版后,整起事件的来龙去脉才公诸于世,这本书登上《纽约时报》畅销书排行榜两年多。2013年3月,德国研究学者公布海拉细胞的基因体,同样的,依然没有经过拉克斯家人的同意。

2013年8月,美国卫生研究院(NIH)及拉克斯的家人达成协议,此后拉克斯家族成员对于谁能取得海拉细胞的DNA序列,将有一定程度的控制权,但是拉克斯家族依然没有因为那些被使用的海拉细胞而得到任何金钱补偿。

西元1980年:生物能注册专利吗?

事件人物

路易斯.巴斯德(Louis Pasteur,1822~1895年)阿南达.查克拉巴蒂(Ananda Chakrabarty,1938年生)博古通今的生物里程碑:细数生物界里最重要、最有趣的故事
2013年,美国最高法院判决以含有BRCA1(乳腺癌易感基因)的人类基因申请专利败诉。这项判决可能会影响许多以自然界产物为标的的专利申请案,包过从植物、人类或动物的蛋白质,及土壤或海洋微生物体内分离出来的物质。

长久以来,研究石油化学工业的科学家一直知道细菌能够透过新陈代谢,将碳氢化合物转变简单、无害的物质。没有任何单一细菌品系能够代谢原油中所有的碳氢化合物,既然如此,漏油事件发生时,就必须动用许多不同品系的细菌。这些品系的细菌并非全都有能力生活在不同的环境中,有时彼此之间还得互相竞争,新陈代谢的效率因而降低。

1971年,任职于通用电力公司的印度裔美国微生物学家阿南达.查克拉巴蒂发现质体能够降解原油。而这些质体能够送入假单胞菌(Pseudomonos),以基因工程製造出自然界不存在的细菌。相较于早先用来分解石油的四种细菌,这种能够「吃油」的新细菌,分解原油的速度比它们加总起来的速度还要快上好几倍,也能分解典型漏油事件中2/3以上的碳氢化合物。不过,现在暂且先不谈它的效率,生物能够注册专利吗?

美国宪法第一条第八项:「为促进科学和有用的艺术发展⋯⋯」赋予人民注册专利的权利,专利发明人拥有一定时间的专利垄断权,垄断其过后则必须与大众分享该项发明。1873年,路易斯.巴斯德以纯化过后的酵母菌申请专利成功。1930年成立的《植物专利法》(Plant Patent Act),目的在于保护以植物为对象的农业创新发明,代表植物是个例外,发明人可以以植物来申请专利。1980年,美国专利商标局的委员希尼.戴蒙反对以上述「吃油」假单孢菌申请专利的意图,他认为,细菌是自然界的产物。

1980年,美国最高法院调查戴蒙和查克拉巴蒂的案件之后,以五比四的投票结果认定「就专利法设定的目的而严,微生物是生物,这一点并不具法律意义」,以及「太阳底下的任何人造事物都可以申请专利」。这项指标性的判决诞生之后,开始出现大量有关生物科技的专利申请,包括史上第一只基因转殖鼠:哈佛鼠(Harvard Mouse,1988年);基因改造作物(1990年)。加拿大政府禁止以较高等的生命来申请专利,例如鼠。但2013年6月美国最高法院判决,自然发生的DNA序列不可用以申请专利。

书籍介绍

《生物之书》,时报出版
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作者:麦可‧杰拉德、葛罗莉亚‧杰拉德
译者:陆维浓

麦可‧杰拉德(Michael C. Gerald),康乃狄克大学药学系荣誉教授,曾担任该学院院长,亦曾任俄亥俄州立大学药学系教授、药学院副院长、世界卫生组织顾问、援助慈善组织董事。

生命的起源(约西元前40亿年)、藻类(约西元前25亿年)、植物防御草食动物(约西元前4亿年)、恐龙(约西元前2.3亿年)、农业(约西元前1万年)、珊瑚礁(约西元前8000年)、动物迁徙(约西元前320年)、血球(西元1658年)、麦角中毒症与巫婆(西元1670年)、雷文霍克的显微世界(西元1674年)、近日节律(西元1729年)、发生论(西元1759年)、神经系统讯息传递(西元1791年)、细胞核(西元1831年)、人类消化系统(西元1833年)、光合作用(西元1845年)、肝与葡萄糖代谢(西元1856年)、达尔文的天择说(西元1859年)……

《生物之书》横跨多元主题,有农业、动物迁徙、天择、先天与后天、病菌说、全球暖化、益生菌、胆固醇代谢和人类基因体计画;同时介绍关键的科学家和具影响力的重要人物,包括亚里斯多德、哈维、达尔文、达文西。全书以易读、易懂的方式撰写,并提供新的资讯与洞见给具有科学背景的读者。

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