在分子生物技術中，遺傳訊息的標準傳遞流程為從儲存所有遺傳訊息的DNA（去氧核醣核酸）轉錄成長度較短的RNA（核糖核酸），再從RNA轉譯成可供細胞體使用的蛋白質（Protein）。從製造業的觀點來看，DNA就是最上游的原材料或原型，RNA則是中游的再製品，而蛋白質則是最終的製成品。

在這條守則底下，基因改良的原理就是從DNA下手，針對特定的片段進行置換，讓細胞能夠通過上述的流程生成人類所需的蛋白質。舉例來說，目前最為外界熟知的基改技術，就是在作物的DNA中植入蘇力菌（Bacillus thuringiensis(Bt)，一種生存於土壤中的細菌）體內的抗蟲基因。植入Bt基因後的基改作物將能生成對昆蟲有害的蛋白質，有助於撲滅蟲害以保護農民收益，而且這項技術的準確度極高，可以針對想要撲滅的蟲害來植入不同的基因片段，也能適用在不同的作物上，應用範圍相當廣泛。然而，這項作法也因為其毒性是否可能傷害人體、可能使害蟲演化出抗藥性，成為更難對付的「超級害蟲」、以及成本過高，使得小農被排除在外等等爭議，所以始終沒辦法被社會接受。

新生物技術可望避開基改爭議

2006年獲得諾貝爾生醫獎的RNA干擾（RNA interference, RNAi）技術，為這些基改作物爭議打開了一絲曙光。在RNAi之中，專注的焦點不再是複雜龐大的DNA資料庫，轉而放在輕薄短小也易於拆解的RNA。研究人員發現，若要細胞生成特定的蛋白質，真正發揮作用的其實是從DNA轉錄而來、有清楚轉譯目標的信使RNA（mRNA）。研究人員應用RNA本身單股長分子的特性，植入一段與mRNA完全互補的干擾RNA，就能讓原本的mRNA失去轉譯蛋白質的功能，控制細胞的蛋白質產出（見圖1）。換句話說，就算不能改造基因序列，現在的技術也已經能夠控制細胞要生成怎樣的蛋白質，以達到哪些目的了。

圖1：RNA干擾技術（RNAi）運作機制

資料來源：http://www.nobelprize.org/.../popular-medicineprize2006.pdf

與傳統的基改技術比較，RNA干擾確實有些許優點。首先，使用RNA干擾不必修改原本的DNA序列，嚴格來說並不能算是基因改良；其次，目前這項技術在應用上多半都是使特定的mRNA片段失去作用，並非使細胞生成新蛋白質，所以也較不會有未知毒性或使害蟲生成抗藥性的疑慮；最後，這項技術的可控制性比基因改良作物更高，例如農民可以在颱風季來臨前向作物施以停止水分吸收的RNA，以避免作物因為吸收了過多雨水而發爛，颱風過境後只要停止施放作物就能恢復正常，農民的損失也能夠降低。目前較知名的RNA干擾應用實例是極地蘋果（Arctic），讓蘋果果肉中的氧化基因停止或延緩作用，如此一來蘋果在切開後仍然能夠保鮮並且食用（圖2）。

圖2：極地蘋果（Arctic Apples）

資料來源：Arctic Apples

2000年初期，國際大廠就已經默默佈局RNAi相關專利

雖然這項技術2006年才獲得諾貝爾獎肯定，但早在世紀之初，國際大廠就已經在默默佈局相關專利。從統計數據中可以發現，以”RNA pesticide”（註：在農業上RNA的應用研究目前以抗蟲害為主）搜尋，專利的公開件數與核准件數都呈現年年成長的趨勢，並在2014年時達到高峰（圖3）。另一方面，專利權人的集中度也相當高，杜邦（含子公司Pioneer Hi-Bred）一家的獲證數就超過千件，前五大（杜邦、Syngenta、拜耳、加州大學系統、孟山都）的占比也將近八成（圖4）。換句話說，在RNA干擾的農業應用上，未來恐怕也會是個大者恆大的世界（圖4）。

圖3：RNAi在農業應用相關美國專利申請與獲證趨勢

資料來源：www.patentcloud.com
資料時間：2015/08/21，關鍵字：”RNA pesticide”

圖4：RNAi在農業應用相關美國專利前十大專利權人

資料來源：www.patentcloud.com
資料時間：2015/08/21，關鍵字：”RNA pesticide”

只不過，想要看到這項新農業技術進入市場還有得等。即使已經有極地蘋果這樣的成品，但大部分的RNA干擾技術還在研發階段，不具備商業化的能力。最大的障礙之一，就是如何確保施放的RNA片段能夠進入細胞內。自然界中本來就充滿各式各樣的RNA小片段，例如流感病毒的本質就是一段會引發感冒症狀的RNA，如果只停留在生物表面完全無法發揮作用。因此，包括孟山都（Monsanto）在內的農業生技公司，目前最致力研發的方向就是搭建RNA傳輸平台，讓RNAi技術能夠確實發揮功效。

但最大的阻礙還是來自於社會態度。因為基改作物的負面公共印象已經根深蒂固，對人體的副作用及其他潛在危害也還沒被全盤評估過，所以社會大眾對於RNAi干擾這種「類基改」技術也還停留在一知半解的狀態，要討論接受與否更是言之過早。只不過，一味地拒絕了解並非正道，因為隨著地球人口暴增、耕地面積減少以及氣候變化日趨極端，這類廣義的基改作物遲早會成為人類糧食的選擇題，而不再是是非題。

資料來源：

1. The Next Great GMO Debate
2. Arctic Apples
3. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2006/popular-medicineprize2006.pdf
4. 基因改造食物安全嗎？，科學人雜誌
5. BioDirect

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