由長毛老鼠與基因工程的突破—-談最新基因轉殖及基因編輯技術

撰文/圖片張新侯教授

今年(2025年3月)美國德州生技公司Colossal Biosciences宣佈，他們成功將長毛象的遺傳特徵移植到普通老鼠身上，培育出擁有濃密長毛的「長毛老鼠」。這項突破性的基因編輯實驗不僅顯示出基因轉殖技術的潛力，也讓「去滅絕」（de-extinction）的研究再度成為全球科學界關注的焦點。

長毛象（Mammuthus primigenius）曾廣泛分布於歐亞大陸與北美洲的高緯度地區，最後絕跡於約4000年前。由於其生活環境極端寒冷，許多長毛象遺骸得以在冰層中保存完好，為科學家研究其基因組提供了絕佳的條件。Colossal Biosciences的研究團隊通過對比長毛象、亞洲象與其他哺乳動物的基因組，篩選出數個與長毛象特徵相關的基因，如影響毛髮生長的Krt27、影響脂肪代謝的Fabp2以及影響毛色變化的Tgfa。

在本次實驗中，研究人員利用CRISPR基因編輯技術，將這些經過篩選的基因變異引入普通實驗鼠的基因組內。結果顯示，這些基因的改變成功讓老鼠長出類似長毛象的長毛，且毛色偏向黃褐色，類似於遠古長毛象的毛髮顏色。研究團隊強調，這些長毛鼠的出現並不代表長毛象能夠被完全復活，而是「功能性去滅絕」的一部分，即透過基因改造讓現存生物承襲滅絕生物的部分關鍵特徵，以期能在生態系統中發揮類似的角色。

CRISPR 基因編輯技術是一種精確、高效的基因改造工具，英文全名為 Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat/ CRISPR associated protein 9，最初來自細菌的免疫機制。該技術利用 CRISPR (成簇規律間隔短迴文重複) 序列來識別特定 DNA 片段，並由 Cas9 酵素負責切割 DNA，使科學家能夠刪除、插入或修正特定基因。CRISPR 技術已廣泛應用於醫學、生物科技、農業等領域，例如治療遺傳疾病、改良作物基因及開發抗病菌新藥。由於其操作簡單且成本低廉，CRISPR 被視為基因編輯領域的一大革命性突破。

基因轉殖與基因剃除技術前沿：慈濟大學培育頂尖遺傳學人才

長毛老鼠的誕生展示了基因科技的飛速發展，而這類先進技術的應用不僅限於復原遠古生物特徵，在現代醫學與生物研究領域同樣具有深遠影響。慈濟大學分子生物暨人類遺傳學系長期投入基因轉殖與基因剃除技術的研究，致力於培育具備前瞻性視野與實作能力的遺傳學人才。

本系課程涵蓋基因轉殖技術、CRISPR 基因編輯技術、模式生物應用及遺傳學等核心領域，為學生提供最新的專業知識，並強調其在實際研究中的應用。例如，本系張新侯與孫德珊教授透過 ATF3 基因剃除小鼠進行研究，發現該基因剃除後，小鼠在壓力下的腸胃道損傷更加嚴重，進一步證實 ATF3 基因或其促進劑可能具有腸胃保護作用 (DOI: 10.3390/ijms25105261)。這類研究不僅加深對疾病機制的理解，亦為精準醫療提供潛在的治療策略。

隨著基因科技的持續突破，慈濟大學分子生物暨人類遺傳學系的畢業生憑藉紮實的基礎訓練與前沿技術的掌握，在生技產業、醫療研究與學術界皆展現出卓越的競爭力。未來，該系將持續與國際接軌，推動基因科技的創新發展，培養更多能夠引領時代的遺傳學專業人才。

深入了解 慈濟大學分子生物暨人類遺傳學系

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