基因調控大解密：21世紀最具革命性的基因編輯技術，為個性化醫療與遺傳性疾病帶來全新希望
活動訊息
內容簡介
基因科技的未來趨勢是全球關注的焦點
精準醫療．個性化健康管理．糧食改良．生物燃料
破解如何調控基因，一切都有可能
二十世紀中，人類解開了基因遺傳之謎，生物學與醫學研究跟著蓬勃發展。隨著科學技術的不斷更新，關於基因的組成、功能、演化、突變、運用，逐漸揭示於世人眼前。
深入探索的下一步，迎來更多的疑問——
◎單一個細胞開始的胚胎，如何分化為不同功能的性狀？
◎自花授粉的玉米卻出現不同原株的斑點，基因可以自己改變位置嗎？
◎作為遺傳訊息的信使的DNA序列，難道真的不可逆？
◎環境、毒素等外來因子，是否會影響基因表達？
基因是生理功能的總藍圖，基因調控透過DNA轉錄、干擾RNA、蛋白質訊息傳導等方式，負責完成藍圖的施工、建造。科學家發現，為了改變環境而出現的基因調控，是生物能應對不同變化的重要因素。也就是說，基因調控決定了絕大多數生物的生理功能。
→既然可以調控，只要找到開關，就能重新剪接、位移、修飾！
→細胞療法、基因療法、表觀遺傳療法等創新療法，是未來醫學的新解方！
2020年諾貝爾化學獎頒給了發現CRISPR/Cas9的兩位女性科學家，因為這套基因剪刀系統，讓人們有了精準控制基因的能力。2024年的諾貝爾醫學獎的得獎者，則是發現微型核醣核酸（microRNA）在轉錄後基因調控的作用而獲得殊榮。
基因科技澈底改變人類對生命的理解和醫療的治療方式，科學家能夠精準解析人類基因組，量身訂做治療方案。成生物學透過編寫基因組建構新的生物系統，解決農業與糧食問題，發揮環境保護與能源生產作用。人工智慧優化基因編輯設計的精確性與效率，讓基因調控領域的應用前景愈加廣闊。
隨著人類逐漸具備改變自身基因組的能力，基因科技將面臨生命本質與倫理道德的挑戰。如何在科技進步中保有人性與尊嚴，確保技術與創新的目的為服務全人類，本書將帶領讀者一起了解全球在下一階段的共同願景與課題。
本書特色
◎詳細介紹基因調控的歷史背景、機制、技術，以及六大超級基因的位置、結構、作用，以及於醫療應用的最新資訊。
◎台灣與全球基因科技現況與發展趨勢分析，相關新興領域及市場規模簡介。
精準醫療．個性化健康管理．糧食改良．生物燃料
破解如何調控基因，一切都有可能
二十世紀中，人類解開了基因遺傳之謎，生物學與醫學研究跟著蓬勃發展。隨著科學技術的不斷更新，關於基因的組成、功能、演化、突變、運用，逐漸揭示於世人眼前。
深入探索的下一步，迎來更多的疑問——
◎單一個細胞開始的胚胎，如何分化為不同功能的性狀？
◎自花授粉的玉米卻出現不同原株的斑點，基因可以自己改變位置嗎？
◎作為遺傳訊息的信使的DNA序列，難道真的不可逆？
◎環境、毒素等外來因子，是否會影響基因表達？
基因是生理功能的總藍圖，基因調控透過DNA轉錄、干擾RNA、蛋白質訊息傳導等方式，負責完成藍圖的施工、建造。科學家發現，為了改變環境而出現的基因調控，是生物能應對不同變化的重要因素。也就是說，基因調控決定了絕大多數生物的生理功能。
→既然可以調控，只要找到開關，就能重新剪接、位移、修飾！
→細胞療法、基因療法、表觀遺傳療法等創新療法，是未來醫學的新解方！
2020年諾貝爾化學獎頒給了發現CRISPR/Cas9的兩位女性科學家，因為這套基因剪刀系統，讓人們有了精準控制基因的能力。2024年的諾貝爾醫學獎的得獎者，則是發現微型核醣核酸（microRNA）在轉錄後基因調控的作用而獲得殊榮。
基因科技澈底改變人類對生命的理解和醫療的治療方式，科學家能夠精準解析人類基因組，量身訂做治療方案。成生物學透過編寫基因組建構新的生物系統，解決農業與糧食問題，發揮環境保護與能源生產作用。人工智慧優化基因編輯設計的精確性與效率，讓基因調控領域的應用前景愈加廣闊。
隨著人類逐漸具備改變自身基因組的能力，基因科技將面臨生命本質與倫理道德的挑戰。如何在科技進步中保有人性與尊嚴，確保技術與創新的目的為服務全人類，本書將帶領讀者一起了解全球在下一階段的共同願景與課題。
本書特色
◎詳細介紹基因調控的歷史背景、機制、技術，以及六大超級基因的位置、結構、作用，以及於醫療應用的最新資訊。
◎台灣與全球基因科技現況與發展趨勢分析，相關新興領域及市場規模簡介。
目錄
前言 認識未來醫學的關鍵 —— 基因調控／陳振興
第一章 基因結構與功能
. DNA的基本結構
. 基因的組成與功能
. 轉錄與轉譯的基本過程
第二章 基因調控概述
. 基因調控的定義與方式
. 調控的重要性
. 基因調控的歷史背景
. 如何調控基因
第三章 GNMT 基因
. GNMT基因在哪裡？
. GNMT基因的作用
. PGG是什麼?
. PGG對GNMT基因表現的影響
第四章 DOK5 基因
. DOK5基因在哪裡？
. DOK5基因的作用
. 如何調控DOK5基因？
. 草本成分對DOK5基因表現的影響
第五章 CISD2 基因
. CISD2基因在哪裡？
. CISD2基因的作用
. P26是什麼？
. P26對CISD2基因表現的影響
第六章 E2F1 基因
. E2F1基因在哪裡？
. E2F1基因的作用
. 如何調控E2F1基因？
. 維生素U是什麼？
. 維生素U對E2F1基因表現的影響
第七章 CD36 基因
. CD36基因在哪裡?
. CD36基因的作用
. O3FA是什麼？
. O3FA對CD36基因表現的影響
第八章 GSTM1 基因
. GSTM1基因在哪裡？
. GSTM1基因的作用
. VC5E1是什麼？
. VC5E1對GSTM1基因表現的影響
第 九章 基因調控的市場
. 基因調控在台灣的發展
. 基因調控的市場規模
. 基因調控的市場潛力
第十章 基因科技的未來趨勢
. 新興基因研究領域
. 基因科技對未來社會的可能影響
. 全球基因科技的發展趨勢
【附錄】 基因調控專有名詞——中英文對照表 參考文獻
第一章 基因結構與功能
. DNA的基本結構
. 基因的組成與功能
. 轉錄與轉譯的基本過程
第二章 基因調控概述
. 基因調控的定義與方式
. 調控的重要性
. 基因調控的歷史背景
. 如何調控基因
第三章 GNMT 基因
. GNMT基因在哪裡？
. GNMT基因的作用
. PGG是什麼?
. PGG對GNMT基因表現的影響
第四章 DOK5 基因
. DOK5基因在哪裡？
. DOK5基因的作用
. 如何調控DOK5基因？
. 草本成分對DOK5基因表現的影響
第五章 CISD2 基因
. CISD2基因在哪裡？
. CISD2基因的作用
. P26是什麼？
. P26對CISD2基因表現的影響
第六章 E2F1 基因
. E2F1基因在哪裡？
. E2F1基因的作用
. 如何調控E2F1基因？
. 維生素U是什麼？
. 維生素U對E2F1基因表現的影響
第七章 CD36 基因
. CD36基因在哪裡?
. CD36基因的作用
. O3FA是什麼？
. O3FA對CD36基因表現的影響
第八章 GSTM1 基因
. GSTM1基因在哪裡？
. GSTM1基因的作用
. VC5E1是什麼？
. VC5E1對GSTM1基因表現的影響
第 九章 基因調控的市場
. 基因調控在台灣的發展
. 基因調控的市場規模
. 基因調控的市場潛力
第十章 基因科技的未來趨勢
. 新興基因研究領域
. 基因科技對未來社會的可能影響
. 全球基因科技的發展趨勢
【附錄】 基因調控專有名詞——中英文對照表 參考文獻
序／導讀
前言
認識未來醫學的關鍵——基因調控
2020 年諾貝爾化學獎頒給發現CRISPR/Cas9 的兩位女性科學家艾曼紐爾．夏本提爾（Emmanuelle Charpentier）與珍妮佛．道納（Jennifer Doudna），CRISPR/Cas9 是項具有驚人潛力的基因編輯器，意味著日後可以使用CRISPR/Cas9 改變動物、植物和微生物的DNA；2024 年諾貝爾生醫獎頒給發現小分子核糖核酸（microRNA）轉錄後進行基因調控的作用的安布羅斯（Victor Ambros）和魯夫昆（Gary Ruvkun），顯示未來基因調控將在精準醫學扮演關鍵角色，困擾人類數百年的慢性病、癌症、遺傳性疾病都可找到解方，可說是醫學史上的一項重大革命。
傳統醫學針對諸多棘手疾病，多數以藥物來控制，但只是流於表淺的緩解病症，簡單來說就是「治標不治本」，況且還有多種無法以藥物治癒的自體免疫疾病與癌症，而基因調控技術的發現，從根本源頭人類細胞中的DNA 缺失，以生醫技術來調節和控制，為多種疾病的治療帶來了新的希望。
事實上，世界頂尖的生物科學家，這幾十年來都致力找出人類遺傳基因密碼，並希望可以透過後天的生醫技術來調整人類有缺陷的基因，以減少疾病的發生，延長人類壽命，提升人類福祉。很高興，經過長期的努力，基因調控技術已往前一大步，人類基因組解碼工作已完成，已有越來越多研究證實諸多活性成分，可以透過調控人類基因達到多種益處；加上人工智慧科技的成熟，可以預見未來將有更多在醫學技術上的突破，讓人類可以不僅可以活的長壽、更可以活得健康，同時提高生命質量，不再受病痛所苦。
我本人接觸基因調控已有長久時間。撰寫此書目的，是希望讀者可以認識目前世界已有研究且得知的各種基因調控結果，有望降低疾病發生率。此外，也希望讓讀者知曉基因科技的最新趨勢，並將已知對人類影響較大的基因最新研究傳遞給讀者，讓大家對基因調控議題有一定程度的認識與了解，能掌握未來再生醫學的最新趨勢。
編輯的話
◎為什麼基因療法是罕見疾病患者的救命稻草？
◎面對糧食與能源危機，改造基因有何幫助？
◎後天的設計與改造，真的可以讓「人」變得更好嗎？
1953年，詹姆斯．華生等人因解開了DNA雙螺旋結構的奧祕，於1962年共同獲諾貝爾生醫獎；1983年，芭芭拉．麥克林托克由於發現轉位子（transposable element）的成就獲得諾貝爾生醫獎（事實上，她的發現早在1951年就已發表過完整論文）；2020年諾貝爾化學獎頒給了發現CRISPR/Cas9的兩位女性科學家，因為這套基因剪刀系統，讓人們有了精準控制基因的能力；2024年的諾貝爾生醫獎的得獎者因發現微型核醣核酸（microRNA）在轉錄後基因調控的作用，獲得殊榮。
對攜帶人類遺傳訊息的DNA開始科學化的研究，不過是近一世紀的事情，但卻有望解決長久以來因為環境、時間、突變或其他因素影響，人類束手無策疾病，如罕見疾病、遺傳疾病、各種癌症等。
基因調控就像是找到了控制開關，科學家可以用工具剃除有錯誤的片段，再將經過調適的片段放到正確的位置，以達改變的目的。於是，我們可以透過調控致病的基因，針對個別情況進行精準的醫療處置，甚至預防止疾病產生。現今再加上利用AI可以大量且快速處理龐大數據的優勢，大幅降低時間成本、減少失誤，對於未來醫學與再生醫學等方面發展，可說是一大助力。
在《基因調控大解密》中，長期投入健康與最新醫學研究的陳振興醫學博士，從基因調控的歷史背景、技術到下一步的願景與需要考量的倫理問題，提供最全面的講解與分析。想要進一步了解，為何基因調控與自我健康管理、糧食問題、能源生產、環境保護等議題密切相關的讀者，歡迎翻開書頁，一起認識21世紀最具革命性的基因編輯技術。
認識未來醫學的關鍵——基因調控
2020 年諾貝爾化學獎頒給發現CRISPR/Cas9 的兩位女性科學家艾曼紐爾．夏本提爾（Emmanuelle Charpentier）與珍妮佛．道納（Jennifer Doudna），CRISPR/Cas9 是項具有驚人潛力的基因編輯器，意味著日後可以使用CRISPR/Cas9 改變動物、植物和微生物的DNA；2024 年諾貝爾生醫獎頒給發現小分子核糖核酸（microRNA）轉錄後進行基因調控的作用的安布羅斯（Victor Ambros）和魯夫昆（Gary Ruvkun），顯示未來基因調控將在精準醫學扮演關鍵角色，困擾人類數百年的慢性病、癌症、遺傳性疾病都可找到解方，可說是醫學史上的一項重大革命。
傳統醫學針對諸多棘手疾病，多數以藥物來控制，但只是流於表淺的緩解病症，簡單來說就是「治標不治本」，況且還有多種無法以藥物治癒的自體免疫疾病與癌症，而基因調控技術的發現，從根本源頭人類細胞中的DNA 缺失，以生醫技術來調節和控制，為多種疾病的治療帶來了新的希望。
事實上，世界頂尖的生物科學家，這幾十年來都致力找出人類遺傳基因密碼，並希望可以透過後天的生醫技術來調整人類有缺陷的基因，以減少疾病的發生，延長人類壽命，提升人類福祉。很高興，經過長期的努力，基因調控技術已往前一大步，人類基因組解碼工作已完成，已有越來越多研究證實諸多活性成分，可以透過調控人類基因達到多種益處；加上人工智慧科技的成熟，可以預見未來將有更多在醫學技術上的突破，讓人類可以不僅可以活的長壽、更可以活得健康，同時提高生命質量，不再受病痛所苦。
我本人接觸基因調控已有長久時間。撰寫此書目的，是希望讀者可以認識目前世界已有研究且得知的各種基因調控結果，有望降低疾病發生率。此外，也希望讓讀者知曉基因科技的最新趨勢，並將已知對人類影響較大的基因最新研究傳遞給讀者，讓大家對基因調控議題有一定程度的認識與了解，能掌握未來再生醫學的最新趨勢。
編輯的話
◎為什麼基因療法是罕見疾病患者的救命稻草？
◎面對糧食與能源危機，改造基因有何幫助？
◎後天的設計與改造，真的可以讓「人」變得更好嗎？
1953年，詹姆斯．華生等人因解開了DNA雙螺旋結構的奧祕，於1962年共同獲諾貝爾生醫獎；1983年，芭芭拉．麥克林托克由於發現轉位子（transposable element）的成就獲得諾貝爾生醫獎（事實上，她的發現早在1951年就已發表過完整論文）；2020年諾貝爾化學獎頒給了發現CRISPR/Cas9的兩位女性科學家，因為這套基因剪刀系統，讓人們有了精準控制基因的能力；2024年的諾貝爾生醫獎的得獎者因發現微型核醣核酸（microRNA）在轉錄後基因調控的作用，獲得殊榮。
對攜帶人類遺傳訊息的DNA開始科學化的研究，不過是近一世紀的事情，但卻有望解決長久以來因為環境、時間、突變或其他因素影響，人類束手無策疾病，如罕見疾病、遺傳疾病、各種癌症等。
基因調控就像是找到了控制開關，科學家可以用工具剃除有錯誤的片段，再將經過調適的片段放到正確的位置，以達改變的目的。於是，我們可以透過調控致病的基因，針對個別情況進行精準的醫療處置，甚至預防止疾病產生。現今再加上利用AI可以大量且快速處理龐大數據的優勢，大幅降低時間成本、減少失誤，對於未來醫學與再生醫學等方面發展，可說是一大助力。
在《基因調控大解密》中，長期投入健康與最新醫學研究的陳振興醫學博士，從基因調控的歷史背景、技術到下一步的願景與需要考量的倫理問題，提供最全面的講解與分析。想要進一步了解，為何基因調控與自我健康管理、糧食問題、能源生產、環境保護等議題密切相關的讀者，歡迎翻開書頁，一起認識21世紀最具革命性的基因編輯技術。
試閱
◎基因調控
定義與方式
基因的調控管制了基因何時、何處，以及表達（expression）的量。為何基因的調控如此重要呢？因為基因作為藍圖是固定的，但複雜的基因調控網絡往往決定了一個幹細胞（stem cell）如何分化，一個細菌能否消化食物，乃至於一個物種如何演化。因此，基因調控不只是對分子生物學家來說很重要，對於醫學、演化學、農業等面向而言，都有十分重大影響。
基因調控的方式多種多樣，有利用RNA的、使用蛋白質的，又或者可以分類成控制轉錄或轉譯的，而且基因調控並不單獨作業，是多項基因的多種調控方式、構成一個複雜的調控網絡。這個複雜的網絡，使生物能應對複雜的生存環境變化。
重要性
基因調控決定了絕大多數的人體生理功能。換句話說，表觀遺傳學相較於傳統遺傳學而言更為博大，系統更為複雜，掌握了更多遺傳的訊息。而這些訊息都儲存在名為「基因調控」的網絡裡。
如何調控基因？
調控基因就是藉由外來因子的活動，來影響、改變基因表達的過程。這些外來因子可能是環境變化，也可能是細胞位置或是毒素 （pathogen）的影響。這些外來因子的訊號會藉由蛋白質或者RNA傳遞，進而改變基因表達的過程。
被改變的可能是轉錄的啟動，可能是mRNA的修飾 ，或是蛋白的修飾，也可能是DNA的纏繞與甲基化。這些改變最終使得基因的產物蛋白質含量與本性出現變化，從而對應外界因子的刺激。
◎在台灣的發展
中央研究院自2019年開始進行台灣精準醫療計畫（Taiwan Precision Medicine Initiative, TPMI），與16個醫療體系共同執行的多中心研究計畫，運用全基因體關聯性分析、人工智慧與大數據分析，建立國人常見疾病的風險評估模式，臨床醫師可參考研究計畫的基因分析參考結果，給予患者更符合個人需求的用藥建議與健康照護。
市場規模
全球基因調控市場在過去幾年持續增長，受基因組學研究進步、藥物開發應用多樣化和個性化醫療需求增加驅動。截至 2024 年，市場規模預計達到約 140 ～150 億美元。政府和私營部門對基因組學的持續投資，推動了基因調控技術在研究和臨床領域的開發和應用，擴大其影響力。
基因表達分析工具在製藥和生物技術中的普及，是市場擴張的重要動力。這些工具在藥物開發的靶標識別和藥效評估中不可或缺。人口老齡化和環境變遷導致遺傳疾病和癌症發病率上升，進一步推動了基因療法需求。隨著新一代定序技術的普及，研究的可及性提高，成本效益改善，為研究機構和企業帶來更多機會。
對未來社會的可能影響
基因科技的未來趨勢正逐漸成為全球關注的焦點。基因科技不僅改變了人類對生命的理解，還深刻影響著醫療、農業、環境保護等多個領域。隨著人類逐漸具備改變自身基因組成的能力，我們不得不重新思考「人類」這一概念的定義。當可以選擇下一代的某些特徵時，生命的意義是否會因此而改變？這不僅是科學問題，更是哲學和倫理問題。許多國家已經開始進行關於基因科技倫理與法律框架的研究，以確保在發展技術的同時，不會損害社會公正和人權，確保未來社會能夠在科技進步中保持人性與尊嚴。
定義與方式
基因的調控管制了基因何時、何處，以及表達（expression）的量。為何基因的調控如此重要呢？因為基因作為藍圖是固定的，但複雜的基因調控網絡往往決定了一個幹細胞（stem cell）如何分化，一個細菌能否消化食物，乃至於一個物種如何演化。因此，基因調控不只是對分子生物學家來說很重要，對於醫學、演化學、農業等面向而言，都有十分重大影響。
基因調控的方式多種多樣，有利用RNA的、使用蛋白質的，又或者可以分類成控制轉錄或轉譯的，而且基因調控並不單獨作業，是多項基因的多種調控方式、構成一個複雜的調控網絡。這個複雜的網絡，使生物能應對複雜的生存環境變化。
重要性
基因調控決定了絕大多數的人體生理功能。換句話說，表觀遺傳學相較於傳統遺傳學而言更為博大，系統更為複雜，掌握了更多遺傳的訊息。而這些訊息都儲存在名為「基因調控」的網絡裡。
如何調控基因？
調控基因就是藉由外來因子的活動，來影響、改變基因表達的過程。這些外來因子可能是環境變化，也可能是細胞位置或是毒素 （pathogen）的影響。這些外來因子的訊號會藉由蛋白質或者RNA傳遞，進而改變基因表達的過程。
被改變的可能是轉錄的啟動，可能是mRNA的修飾 ，或是蛋白的修飾，也可能是DNA的纏繞與甲基化。這些改變最終使得基因的產物蛋白質含量與本性出現變化，從而對應外界因子的刺激。
◎在台灣的發展
中央研究院自2019年開始進行台灣精準醫療計畫（Taiwan Precision Medicine Initiative, TPMI），與16個醫療體系共同執行的多中心研究計畫，運用全基因體關聯性分析、人工智慧與大數據分析，建立國人常見疾病的風險評估模式，臨床醫師可參考研究計畫的基因分析參考結果，給予患者更符合個人需求的用藥建議與健康照護。
市場規模
全球基因調控市場在過去幾年持續增長，受基因組學研究進步、藥物開發應用多樣化和個性化醫療需求增加驅動。截至 2024 年，市場規模預計達到約 140 ～150 億美元。政府和私營部門對基因組學的持續投資，推動了基因調控技術在研究和臨床領域的開發和應用，擴大其影響力。
基因表達分析工具在製藥和生物技術中的普及，是市場擴張的重要動力。這些工具在藥物開發的靶標識別和藥效評估中不可或缺。人口老齡化和環境變遷導致遺傳疾病和癌症發病率上升，進一步推動了基因療法需求。隨著新一代定序技術的普及，研究的可及性提高，成本效益改善，為研究機構和企業帶來更多機會。
對未來社會的可能影響
基因科技的未來趨勢正逐漸成為全球關注的焦點。基因科技不僅改變了人類對生命的理解，還深刻影響著醫療、農業、環境保護等多個領域。隨著人類逐漸具備改變自身基因組成的能力，我們不得不重新思考「人類」這一概念的定義。當可以選擇下一代的某些特徵時，生命的意義是否會因此而改變？這不僅是科學問題，更是哲學和倫理問題。許多國家已經開始進行關於基因科技倫理與法律框架的研究，以確保在發展技術的同時，不會損害社會公正和人權，確保未來社會能夠在科技進步中保持人性與尊嚴。
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