科學專題
黑洞聊時事ep.03-【合成生物學】
【合成生物學】
生物科技的第三次革命
【合成生物學的角色】
過去人類利用育種技術來選殖動植物，篩選符合人類需求提升生活品質，過程中也間接改變了這些有機體的基因體組成，是基因體工程的最原始形式。
而合成生物學(Synthetic Biology)是一種可對生物基因體進行設計建構或對天然生物系統重新設計的新興科學。細胞可視為生技產業的微型工廠，打破傳統育種與基因改造的限制，合成生物學因此被稱為是繼分子生物革命與人類基因組計畫之後的第三次生物技術革命。
【傳統基因工程 vs 合成生物學】
傳統基因工程(將現有的進行修改)
• 基因改造主要透過微細的 DNA 修改，包括移除或插入不同的基因，產生巨大的影響，例如「修改」某種細菌的一段基因，生產更多的蛋白質。
合成生物學(創造設計一個新的)
• 合成生物學則以大規模設計一個新的基因組為目標，當中可能修改數以千個的 DNA 鹼基對 (basepair)，並運用工程學的概念來設計測試，將DNA模組化，當作電子零件加以組合成可順暢運作的「機器」。因此，合成生物學是結合科學和工程領域的知識來解決問題。
【 合成生物學的應用領域】
醫療領域:
改造細菌或酵母，大幅降低生產成本，來生產抗瘧疾的青蒿素(artemisinin)或人蔘皂苷等；使基因療法更為可行，有助對抗癌病及遺傳病。
農業領域:
設計具抗病能力及能抵抗極端或惡劣環境的農作物品種、以微生物直接生產香料或香精。
環境保護領域:
讓藻類用光能將二氧化碳轉成其他替代燃料，或讓細菌將廢棄的農作物發酵產生柴油、將特定汙染物進行分解，將廢物轉化為具效益的產物，並可減少溫室氣體的排放，對於環境永續發展均有助益。
其他應用:
基因改造的細菌植入水凝膠，能夠黏附在人類皮膚表面。當接觸不同的化學物質後，植入的細菌受刺激作出反應，提醒附近存有某種化學物質。可應用在防護手套，衣服，用作探測環境中的有毒物質或病毒，甚至放在皮膚表面作初步的醫療診斷。
【黑洞說結論－挑戰和風險】
看起來合成生物學對人類的未來帶來無限可能，但與許多新科技一樣，我們須面對未知的風險。
這些人工合成的有機體是否會對環境產生負面影響，能否照著預期設計來運作?合成有機體的基因轉移到自然界的生物，對生物多樣性造成的衝擊?合成生物可能會不斷複製造成生態浩劫?
我們在享受科技便利的同時需仔細認真評估可能造成的各種風險，不要讓科技反過來對人類造成傷害。
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