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2007年諾貝爾生理醫學獎

97/07/09 18134

李光申｜臺北榮民總醫院骨科部／陽明大學臨床醫學研究所

2007 年 10 月 8 日，一如往年，瑞典卡洛琳斯卡大學醫學院在位於諾貝爾路一號的諾貝爾論壇樓，宣布了當年度諾貝爾生理學或醫學獎得主。這項殊榮由美國猶他大學的馬立歐‧卡佩奇（Mario R. Capecchi）教授、英國卡地夫大學的馬丁‧艾文斯（Martin J. Evans）教授和美國北卡羅萊納大學的奧立佛‧史密西（Oliver Smithies）教授獲得，主要是因為他們在基因標的（gene targeting）和基因剔除小鼠（knock-out mice）技術上的貢獻而得獎。

馬立歐‧卡佩奇教授於 1937 年出生在義大利，他的父親是義大利人，母親是德國、美國混血。卡佩奇教授年幼時，父親在二次大戰的空襲中失蹤，母親因為反對法西斯政權而被送進集中營，因此在他 4 歲半到 8 歲半的期間曾流浪街頭和孤兒院之間，還曾因為營養不良而差點喪命。二次大戰結束後，他的母親從集中營釋放出來，隔了一年母子才重逢。在 1946 年，由母親在美國的親戚協助下，卡佩奇教授隨母親來到美國，時年 9 歲。

剛到美國時，雖然一句英文也不會說，但憑藉著聰穎的天資及過人的努力，在中學和大學時代，表現就相當傑出。大學畢業後，卡佩奇教授前往麻省理工學院，本來想鑽研數學和物理學，然而在波士頓求學期間，他開始接觸分子生物學，並產生極大的興趣，因此便轉到哈佛大學，進入發現 DNA 雙股螺旋構造的詹姆士‧華生教授實驗室，並在 1967 年取得博士學位。

畢業後，卡佩奇在哈佛大學進行了兩年博士後研究，並擔任兩年助理教授，1971 年升任副教授，1973 年轉換跑道接受猶他大學的教職，爾後 30 幾年都在猶他大學任教並進行研究工作。卡佩奇教授在基因剔除小鼠技術方面的貢獻，主要是利用同源重組（homologus recombination）的技術把想研究的基因剔除掉，因此獲頒諾貝爾獎。

第 2 位共同得獎人馬丁‧艾文斯教授，1941 年生於英格蘭。艾文斯教授在幼年時，就對自然科學表現出極大的興趣。1963 年畢業於劍橋大學後，轉往倫敦大學學院（University College London）就讀研究所，並在 1969 年從解剖學研究所得到博士學位。1978 年他接受劍橋大學的邀請，前往劍橋大學遺傳學系任教。在那裡，他和他的研究伙伴開始了小鼠胚胎幹細胞的研究。1999 年起，他在卡地夫大學擔任教授至今。

馬丁‧艾文斯教授主要的貢獻，是建立了自小鼠囊胚中分離和培養胚胎幹細胞的技術。這項技術首度於 1981 年發表，經由這項技術，科學家得以利用同源重組技術，針對想研究的基因製造基因剔除小鼠。

第 3 位共同得獎者奧立佛‧史密西教授，1925 年生於英國，1951 年在牛津大學取得博士學位。1953 ~ 1960 年，他前往多倫多大學工作，1960 ~ 1988 年，在威斯康辛大學麥迪遜分校任教。從 1988 年起，史密西教授被北卡羅萊納大學禮聘任教至今。他在科學上主要的成就，除了基因剔除小鼠的製造外，較不為人知的是他在 1950 年發明了凝膠電泳法（gel electrophoresis），而這個方法奠定了日後許多分子生物學實驗技術的基礎。

隨著基因圖譜定序的完成，科學家可以在動物身上研究特定基因的功能，而所謂的基因標的是進行這類研究不可或缺的。

簡單地說，利用 DNA 同源重組，可在小鼠胚胎幹細胞中剔除掉想研究的基因。然後把經過基因剔除的胚胎幹細胞植入另一個小鼠囊胚（blastocyst）中，再把它注入母鼠子宮，待它著床、懷孕、子代小鼠出生後，檢查它的生殖細胞是否已有嵌合（germ line transmission）的現象，再使這樣的子代彼此交配，而得到基因剔除小鼠。藉由觀察基因剔除小鼠和正常小鼠表現型（phenotype）的差異，便可以得知剔除的基因在小鼠生長、發育，以及各種生理功能的維持上所扮演的角色。

3 位教授的貢獻，使得科學家能夠針對要研究的基因進行基因標的，製造基因剔除小鼠。這樣的技術配合基因圖譜的定序，使得生物醫學研究者能夠在特定基因的功能研究上，向前邁進一大步。3 位學者早在 2001 年就已經獲得美國的 Albert Lasker Award for Basic Medical Research，這次榮獲諾貝爾生理醫學獎，可說是實至名歸，再次證明了生物科學界，特別是生物醫學研究領域對 3 位教授貢獻的肯定。

資料來源

《科學發展》2008年7月，427期，38 ~ 39頁

胚胎(21) 幹(5)

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