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　　本书尝试由过去十年间（1999~2010），《科学月刊》上所刊载的相关文章挑选出兼具科学性及知识性（最好也有趣味性）的专文呈献给读者阅读，主要谈及的题目大致是有关分子生物学发展过程中所研发出极为重要的技术层面与伦理层面，科学是与时俱进的学问，如无关键性技术的出现，许多根本问题则无法解决。

　　当然任何新技术的研发，尤其牵涉到人类基因的议题在全世界皆引发医学伦理的争论，担心其不利于人类健康，本书即有四篇专文讨论其影响，基因工程中尤其是复制人的技术，让人产生道德上的不安，技术把人类推向扮演上帝的角色，但基督教基本信念却是人不该僭越上帝的职权。希望读者仔细分辨文本之述，以自身的理智来分辨科学与伦理间微妙之平衡，并以中华文化为基础解释之。

本书特色

　　★将过去四十年中《科学月刊》所刊载的各学科文章按编成专书。

编者简介

江建勋

　　辅仁大学生物学系毕业、英国伦敦大学大学学院解剖及发生生物学系博士班。主修：神经生物学、胚胎学、组织学。科学月刊社理事兼编辑委员、经济部标准检验局卫生及医疗器材国家标准技术委员会委员。

　　任教：辅仁大学全人教育中心及世新大学通识教育中心。

　　开课：通识课程「生物医学」、「人体疾病与生态」、「心理、生理与病理」。

　　着有《渐成基因与遗传设计》、《创伤之源起》；主编《生物医学》、《爱滋病肆虐三十载》、《生生不息的科学》(上、下)。

主编序
分子生物技术的枢纽　魏耀挥
DNA微阵列　许志
透视生命的基因微阵列　杨士德
基因晶片与基因组研究　李玲慧、蔡世峰
微生物辨识DNA晶片　刘文佐
生物晶片研发概况　张维懋、袁俊杰
台湾基因研究秀出傲世成就？　江芳铭
双螺旋中的生命密码　陈文盛
生命密码的破译　李建会
基因工程的研究获得大奖　江建勋
基因工程的冲击　赵清贵、林淑端
基因工程的伦理思考　许汉
基因科技与风险全球化趋势　周桂田
基因解码后的社会震撼　李建会 
漫谈单核酸多型性　张猷忠
PCR的故事　潘震泽
细胞的蛋白质工厂─转译生命现象的核糖体　吕育修、谭婉玉
基因序列的X光机　吴思惠
微型核糖核酸的大世界！　程树德
你变了，粒线体DNA　蔡任圃
基因互换率雌雄有差异　蔡任圃
基因改造敲开疾病研究之门　蔡曜声、蔡佩珍

分子生物技术的枢纽
魏耀挥
任教于阳明大学生化研究所

历经十五年的设计改良与广泛应用，PCR已经站稳其位居分子生物学及生物医学发展的枢纽地位，同时也为生物技术产业带来了无限的商机。

在科学研究的过程中，偶而会有一种观念或研究方法的创新，进而带动了某一些领域的革命性发展与长足的进步。聚合 连锁反应（polymerase chain reaction，简称PCR）就是这样的一种分子生物学技术。这个技术的发展因为成功地结合了生物化学、分子生物学、生物技术及自动化操作，因而立下了一个科技发展的典范。它对廿世纪末生命科学和基础医学的研究发展，带来了全面性的影响，并且已逐渐地冲击着我们的日常生活。因此，有不少学者曾称PCR为近十余年来促进分子生物学及相关领域发展的最重要研究技术。

何谓PCR？

简单地说，聚合 连锁反应是运用一种具高耐热性质的DNA聚合 （thermostable DNA polymerase）在一对高特异性的引子（primers）引导下，在短时间内大幅增量某一特定之DNA序列（target sequence）的分子生物学技术。虽然DNA聚合 这种酵素及其催化反应，早在七0年代初期就已是生物化学研究的焦点，但是一直到八0年代初期才真正有应用DNA聚合 进行PCR的构思。第一篇真正的PCR论文是由当时任职于Cetus牛物科技公司的Kary B. Mullis（图一）和他的六个合作研究者于八五年发表于美国的《科学》（Science）上。

这项技术的基本原理是：先以高温处理拟增量的DNA样本（denaturation，变性阶段），使互补的两股DNA分开：再以一对含20－30个核 酸的引子结合于分开的两股DNA特定的部位上（annealing，黏合阶段）；最后，由高耐热性的DNA聚合 拷贝该对引子面对面所涵盖的那一段DNA序列（extension，扩展阶段），这样就完成了一个PCR循环；如此进行下去即可在很短的时间内以指数级数的方式大幅增量该特定的DNA序列（图二）。理论上，在进行n个PCR循环之后，即可将DNA增量为2n倍；因此，经过三十个PCR循环，就可以使一个DNA分子增加为230(1.071×109)个。

由于这个技术能以高选择性的方式快速量产（scale up）所要的基因片段或具特定功能的DNA序列，它的发展与应用潜力很快就受到许多不同科学领域的研究者注意。PCR不但很快地成为分子生物学研究的常规工具，同时也立即被用来检测各种与人类疾病有关的基因突变、病毒或细菌感染、食物与环境（水或土壤）中致病微生物及寄生虫的污染，甚至在一些特殊的刑事或民事案件上被运用于罪犯鑑定或亲子鑑定。而且，PCR技术也迅速地进人演化生物学、考古学、动物与植物育种等范畴，并改变了许多生命科学研究者的研究观念与实验方法。

基于PCR技术问世不到五年的时间，即对广泛的科技领域造成普遍性的影响，美国的《科学》乃将PCR选为八九年的「年度风云分子」（The Molecule of the Year），加州柏克莱大学生化系资深教授（也是当时《科学》的主编）Daniel E. Koshland特别为PCR获选的理由写了一篇社论。他认为当年同时有许多重要的科学研究与发展上的突破，但是PCR却遥遥领先所有的其他竞争者，因为评审们认为「PCR自从诞生以来几年间已经发展成为现代生物学最强而有力的研究工具之一」（PCR has developed into one of the most powerful tools of modern biology since its discovery several years ago）。而Mullis更因为研发PCR技术的卓越贡献荣获瑞典皇家学院颁授九三年的诺贝尔化学奖。

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