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2006年10月9日 星期一
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諾貝爾獎生理及醫學篇.RNA研究得獎 洗「老人獎」形象


http://paper.wenweipo.com   [2006-10-09]
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 法爾(上圖)。梅洛(下圖)

李澤銘

 踏進10月,又是諾貝爾獎揭曉的時候,至本文截稿為止,醫學、物理和化學三個自然科學獎都已名花有主,其中醫學獎頒給兩位未夠50歲的美國年輕科學家。他們的得獎研究從98年發表至今,只是短短的8年。瑞典皇家科學院這項舉動引起外界的多種揣測,認為評審委員會有意一洗諾貝爾獎是「老人獎」的感覺。

 今年47歲的安德魯.法爾(Andrew Z. Fire)和45歲的克雷格.梅洛(Craig C. Mello)在蛔蟲身上發現RNA干擾(RNA interference)機制,因此被《紐約時報》冠以「蟲人」(worm people)的「雅號」。

 法爾和梅洛的結緣可追溯至上世紀80年代初,當時身處華盛頓卡內基學院的法爾(現於史丹福大學)與麻省醫學院的梅洛雖然相隔千里,多年來卻合作無間。梅洛在獲獎後對記者表示,每次透過電話交換資料和討論研究,都會忘卻時間,直到耳痛難抵為止。

 大家都應該認識DNA,RNA與之十分相似。DNA呈雙螺旋狀,序列較長,比較穩定,多用來儲存基因資訊。RNA則屬於單螺旋狀,序列較短,比較活躍,負責擔當艱難的工作,如複製DNA、指導蛋白質的合成等。

 每個細胞核裡都有一份該生命的設計藍圖藏於DNA內,被稱為基因密碼。在細胞傳送訊息的過程中,RNA把DNA的片段複製到自己身上,然後指示蛋白質的合成結構,而蛋白質就幾乎牽涉入所有的生命過程,包括製造消化食物的酵、接收訊息的神經細胞、對付病菌的抗體等。這個由62年諾貝爾醫學獎得主佛朗西斯.克里克( Francis Crick)提出的細胞訊息傳遞的過程,多年來一直被譽為分子生物學的典範。

 DNA、RNA和蛋白質是細胞運作的必要條件,它們的分工大可比喻為建築師、工人和建築材料,其中一項受干擾均可影響建築物的面貌,而法爾和梅洛的研究就集中在RNA上。

 法爾和梅洛的研究在一種名為Caenorhabdities elegans的蛔蟲身上進行,實驗先把一種「感應RNA」(sense RNA)注入蛔蟲體內,細胞沒有任何反應。然後,注入一種與上述相反的「反感應RNA」(anti-sense RNA),細胞還是沒有反應。不過,把兩種RNA同時注入蛔蟲體內後,卻出現了有趣的結果—蛔蟲的身體開始收縮,情形有如某種基因功能消失。

 當「感應」和「反感應」兩種RNA相遇,便會結合成雙鍵的RNA(double standard RNA)。若正常RNA所攜帶的DNA片段與雙鍵RNA所攜帶的相似便會被「打散」,即是細胞的部分功能被鎖住。情形有如工人在上班途中遭截擊,且被屠殺得一個不剩,高樓自然無法建成。

 明白這道理後,科學家大可利用相似的方法,把對人類不利的基因功能關閉。所以,新發現為治療癌症、愛滋病、心臟病等頑症提供一條較簡單安全的途徑。另外,法爾和梅洛的研究同時顯示,RNA干擾的情形與催化機制(catalytic process)相似,會在細胞間擴散和遺傳,所以只需注射小量的雙鍵RNA,便可達至期望的效果。

 其實,早於法爾和梅洛發表研究成果之前,已有不少植物學家發現,把RNA注入植物後出現許多無法解釋的現象。當時的植物學家指出,某些RNA可以影響細胞蛋白質的合成機制,但當時無法加以控制。法爾和梅洛的發現之所以具爆炸性,全因他們提供了方法操控生命三大要素之一的RNA,等於掌握了任何細胞的生殺大權。

 傳統的基因療法是以一段正常的基因,替換有問題的基因,但發展過程遠比想像中複雜。出問題的基因就有如一個失常的建築師胡亂繪畫圖則,工人遵照圖則施工,結果建出來的都屬「危樓」。由於失常建築師不止一名,而且深處細胞內,逐一替換可謂費時失事。但退一步想,只要幹掉攜帶「危樓」圖則的工人,即使建築師繼續失常,也無惡可作了。

 兩人的研究結果在98年發表,至今只有8個寒暑便可從瑞典皇室的手上接過科學界最高榮譽的獎章,所以連得獎者也始料未及。出乎意料的原因並非二人的成就不值此獎,實際上外界均認為兩人獲獎只是時間問題,只是在這麼短時間內頒發有違過往一貫的作風。於是,這幾天流言四起,估計諾貝爾獎評審委員會有意「年輕化」。不過,據筆者分析,上述推測實屬不了解諾貝爾獎評審準則下而發表的淺見。

 年齡從來不是評審委員會的考慮範圍,他們最大的顧慮是新發現能否經得起考驗。如果得獎研究在短時間內被否定,只會令獎項蒙上污點。而最佳考驗方法就是時間,所以許多著名學者做出突破性的發現後,都要等了又等,等到白了少年頭,才能獲評審委員會的承認。但法爾和梅洛的情況有別於以往,他們的工作本來就是科學界的研究熱點。他們的結果發表後,吸引了更多的資金和人才,其理論也一再獲得驗證,更由基礎研究伸延至實際應用,美國已有兩間大藥廠正利用有關技術開發新藥,所以瑞典皇家科學院便放心將獎章交到兩人手上。

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