基因改造的技術(二)基轉基改與基編基改的差別

基轉基改與基編基改的差別

依照遺傳工程的技術，基因改造生物可分為(1)基轉基改生物，與(2)基編基改生物兩大類。

(一)基轉基改生物

構築體鑲入DNA，穩定地納入個體的遺傳組成，每個後代每個細胞都帶有該構築體，表現出新的特性，例如產生來自細菌的毒蛋白，或者來自細菌不怕除草劑的酵素等。

依造構築體外源基因的表現方式可再分成兩類，一類是外源基因經過轉錄，合成外源的mRNA，這個mRNA經過轉譯，合成外源的蛋白質，產生以前沒有的特性(①)。例如某些菌有可以殺菌的毒蛋白，基改公司將該細菌產生毒蛋白的基因分離出來放到構築體，轉殖到玉米，這樣的基轉基改玉米全身的細胞都會合成毒蛋白來殺蟲。

另一類是外源基因經過轉錄，合成外源的雙股RNA，一般生物體的RNA都是單股的，這個雙股RNA會分裂成單股RNA，然後在細胞內去尋找生物體自身所產生的特定RNA，互相結合，破壞該特定RNA，使之無法作用，就是無法合成自身特定的蛋白質，因此某特性就被「關掉」，無法表現出來(②)。

例如一般的蘋果切片後逐漸會呈現褐色，是因為切片果肉遇到氧氣，讓多酚氧化酶產生作用，把果肉內的酚類化合物氧化，就呈現褐色。美國基改公司透過基因轉殖，讓蘋果產生雙股RNA，這個雙股RNA會去找到會轉譯出多酚氧化酶的mRNA，兩個RNA結合，把mRNA破壞，因此無法轉譯出多酚氧化酶(也是蛋白質)，所以蘋果切片就不會褐化了。

(二)基編基改生物體

基因編輯技術，號稱很精準，「編輯」這個兩字讓人聯想從一篇文章挑掉唯一的錯字，然後換上正確的字。

遺傳學者用這個詞是有點誇大其詞，因為該技術實際上只在DNA的特定點切一刀(挑掉錯字)，然而切斷後的黏合修補却不是該技術可以控制的，而是細胞自行去做，而且每次修補的結果可能不一樣，就好像錯字是挑掉了，但換上的字不一定是正確的。

有趣的是，在做圖解時，都把基因編輯畫成一把剪刀，却沒人把象徵修補的針線給描出了，因為作圖的人知道該技術並沒有包括修補吧。

以下用最具應用可能性的CRIPS-CAS9基因編輯技術為例。

其實基編基改的技術在前半段也有進行基因轉殖，先分別做好構築體與原生質體，然後將構築體打入原生質體，讓構築體逢機地鑲入原生質體DNA上。

但是基因編輯所用的構築體，其內容不太一樣，該構築體也有篩選用的「抗抗生素」細菌基因，但主要是一個可以轉錄出CAS蛋白質的基因，這個蛋白質具有剪斷DNA的能力。

構築體還包括一組約20個鹼基的基因密碼，可轉錄出「引導RNA」，接著引導RNA會與CAS9蛋白質結合，而且會把CAS9蛋白質帶到DNA上特定的基因位置，在該基因的特定密碼位置上，將DNA剪出一個切口。

切口出現後原生質體會自行修補，在DNA被剪斷的地方再度黏接上，然而原來基因已發生改變，不是少了密碼，就是多了密碼。基因發生改變，不是無法在作用，就是作用的結果不一樣，這就稱為基因的編輯。這一點與基因轉殖不同，基因轉殖是表現外源基因的特性，基因編輯是改變自身的基因(SDN1、SDN2)，或者表現外源基因的特性(SDN3)。

接著再把處理過的原生質體放在抗生素培養基來進行篩選，選出編輯成功的個體，然後透過組織培養再度長出植物體，重點是使用傳統育種的方法，經過幾代的交配，保留改變的基因特性，而把構築體剃除掉，因此這個基編基改生物體是不再會有構築體的作用。這一點也與基因轉殖不同，基因轉殖後，構築體還是存在基改生物體內。

基因編輯依照剪修的方式，可以再分為(③) SDN1與SDN2，以及(④) SDN3。

SDN1是在DNA剪出切口後，讓DNA自行修復，該基因修復後可能減少一、兩個鹼基，或者插入一、兩個鹼基，因此產生了點突變，通常是原來的基因不能發揮作用產生蛋白質，因此某個原有的特性就無法呈現出來。

SDN2是切口的修復則需要模板DNA片段的引導，改變目標基因的數個鹼基，而關掉原有的性狀。

SDN3是切口的修復需要更大的模板DNA片段，引導原來基因插入較多的鹼基序列來修復，修復後的DNA會帶有一段新增的基因片段，可能產生新的外源蛋白質。