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胰島素

Updated: Oct 6, 2020

兩分鐘睇完生物科技(八)


之前都講咗唔少遠古同經典嘅生物科技,今次講吓摩登啲嘅:胰島素 — 人類史上第一個用生物科技造嘅藥。


胰島素係一種由胰臟分泌出嚟嘅蛋白質賀爾蒙*,負責控制身體血糖水平。血糖中嘅「糖」係嚟自身體消化澱粉質所產生葡萄糖,食嘢之後血糖升高,胰島素就會出動,迅速降低血糖返去正常水平,否則就會引發糖尿病。


身體唔夠胰島素點算好?


科學家喺1920年代發明咗由哺乳類動物中抽取胰島素嚟醫糖尿病人。但係過程又煩又貴,例如,喺每隻豬抽到出嚟嘅胰島素淨係夠俾1位糖尿病人用3日。加上豬胰島素嘅蛋白質結構同人胰島素有些少唔同,只係幾個氨基酸嘅分別就足以引起病人免疫反應嘅副作用。


20世紀生物科技急速發展,下面係發人類胰島素嘅時間線:


1952年:英國桑格(Frederick Sanger)搵出胰島素嘅胺基酸完整序列。
1953年:華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)發現DNA雙螺旋結構。
1961年:科學家破解咗遺傳密碼。
1967年:第一台自動蛋白質測序儀問世。
1972年:第一次利用DNA連接酶將DNA片段黐埋一齊。
1973年:美國科恩(Stanley Cohen)與博耶(Herbert Boyer)用細菌基因做咗第一個重組DNA實驗。
1978年:第一次利用重組基因細菌整人類胰島素出嚟。
1982年:美國FDA批准第一個生物科技藥物,重組大腸桿菌生產嘅人類胰島素推出市場。

兩個好使好用嘅生物分子工具


限制酶(restriction enzyme)好似一把DNA較剪,而DNA連接酶(DNA ligase)就好似DNA膠水。要重組基因,首先科學家喺實驗室人工合成負責生產人類胰島素嘅基因,然後用限制酶喺細菌嘅質體剪一吓。咁樣,嚟自兩個唔同生物嘅基因就有相配合嘅駁位。跟住,用DNA連接酶將兩個基因黐埋。基因重組咗嘅大腸桿菌喺生物反應器入面生產出大量人類胰島素,呢個係生物學嘅重大革命。


據估計,依家全球有4億糖尿病人,每年嘅胰島素生產量大約8噸。



*賀爾蒙 (hormone) 係身體分泌嘅化學物質,會隨住血液循環全身,控制身體生長、新陳代謝同埋神經信號傳導。



參考資料:

About Diabetes, International Diabetes Federation 網站



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