科學發展 2008年7月，427期

3位科學家因在基因標的和基因

剔除鄒鼠技術上的貢獻而得獎銩

鴗李光臻

筆鑅與馬丁•艾文斯

教授合照

酊般報導

2007年諾貝爾生理醫學獎

繪圖

者：

張雅

鈴

2007年諾貝爾生理學或醫學獎由美國猶他大學的卡佩奇麷左鑴銨英國卡詗鮠大學的艾文斯麷觖鑴

和美國北卡羅萊納大學的史密西麷右鑴3位教授獲得銧觶要是因為他們在基因標的和基因剔除

鄒鼠技術上的貢獻而得獎銩

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

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

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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（homo-

logus 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

藉由觀察基因剔除小鼠和正常小鼠表現型的差異，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。

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 transmis-

sion）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（pheno-

type）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。

李光申陽明大學臨床醫學研究所

由於 2007年諾貝爾生理醫學獎 3位得獎教授

的貢獻銧謁得科學家能夠針對要研究的基因

進行基因標的銧製造基因剔除鄒鼠銩這樣的

技術配合基因圖譜的瘟序銧謁得生物醫學研

究鑅能夠在特瘟基因的功能研究上銧向前艼

進酊大步銩

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