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◎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。
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