長久以來，台灣有許多值得深耕的社會議題，然而許多討論往往僅由特定的事件觸發，並在短暫的熱潮後「船過水無痕」。因此，接下來透過這個專欄，筆者將邀請同在牛津求學的其他青年台灣學者，由自身專業出發，討論自己所學能夠對台灣的讀者有什麼啟發。本文邀請的主角是牛津大學化學生物系（chemical biology）博士生藍偉瑄，主題是由牛津大學奈米孔（nanopore）技術團隊開發的最新分子定序技術。
第三代 DNA 定序技術，和我們的日常何干？
關於 DNA 定序的技術其實已經行之有年，最早可以追溯到 1970 年代的「Sanger 定序法」。DNA 均是由代號為 A、T、C、G 的 4 種基本單位組成（RNA 則是由 A、U、C、G 組成)，定序的目的就是確定在一長條的 DNA 中，這 4 個基本單位的順序如何排列。50 多年來，專家一直致力於讓定序技術的速度更快、成本更低。
目前 DNA 定序技術已然相當成熟。舉例而言，過去兩年疫情期間，主要的 PCR 檢測辦法就是透過定序的技術，將樣本內所獲得的序列與病毒的序列進行對比，從而判斷樣本是否來自確診的個體。
那麼所謂的「第三代定序技術」與前兩代相比，有什麼突破呢？偉瑄認為其中最大的不同在於第三代的定序技術不需要經過基因增幅（PCR，即將原始樣本中少量的 DNA 透過化學反應大量複製）的過程就可以完成定序，其背後的原理便是奈米孔（nanopore）的概念。需要注意的是，奈米孔並非唯一的第三代定序技術，除了牛津大學以外，也有其他的研究團隊提出其他不須 PCR 增幅 DNA 片段即可進行定序的技術（詳見參考資料）。
奈米孔的基本概念是讓 DNA 分子通過一個由蛋白質組成的奈米孔，並監測分子通過時造成的電流變化，來確定 DNA 分子的序列。因此這項技術只需要非常小量的 DNA，甚至只需要一條 DNA 就可以確定序列。
偉瑄表示這種技術擁有相當大的應用潛力，包含刑事犯罪的偵查或者疾病診斷等。目前這項技術已經在許多國家投入使用，例如豬瘟、伊波拉病毒等等的疾病檢測，大幅降低了疾病檢測的成本。且由於這項技術不需要多一個 PCR 的步驟，使得這個技術可以在非實驗室的戶外環境操作，例如可以直接在採樣現場進行定序，再根據實驗室提供的資料比對所採得的樣本中有沒有特定病源體的序列。這樣的技術已經進行了產業化，可以做成大約手提包的大小，更加便於技術的普及。
奈米孔的下一步：定序蛋白質
上述的 DNA 定序技術目前已經成熟，也已經完成產業化。那麼奈米孔的下一步研究方向是什麼呢？偉瑄目前進行的研究是：用同樣的概念來定序一個多肽鍊（組成蛋白質的結構）。比起定序 DNA，定序蛋白質一直以來都是更困難的工作。首先，DNA 可以透過 PCR 技術進行增幅，亦即可以把少量的 DNA 片段進行放大以便檢測。但蛋白質目前卻沒有相對應的增幅技術。所以若希望能夠檢測特定的蛋白質是否存在，需要先對樣本進行純化，否則想要檢測的對象很可能會被淹沒在許多的背景雜訊中。另外，比起 DNA 分子有相對固定的結構，使得整條 DNA 分子的電荷分布有規律可循，蛋白質分子的電荷分布則相當不均勻。這使得當前使用奈米孔檢測蛋白質分子序列的技術尚在開發階段，也是偉瑄目前研究的重點。
產學合作的生物技術開發
從跟偉瑄對談的過程中會發現：牛津大學關於生物技術方面的研究並不只在實驗室中，而是有一個完整的從學界到業界的轉移過程。換言之，如果實驗室開發出蛋白質定序技術，馬上就可以轉移到業界進行量產並投入使用。而文章開頭所提到的奈米孔公司就是由偉瑄的指導教授所成立的公司；且這樣的產學合作在英國並非個案。
產學之間的合作是生技產業可長可久的關鍵要素。畢竟新藥物／技術的開發週期往往動輒長達 10 年，甚至更久。成熟且有足夠獲利能力的產業能夠提供下一代產品開發時所需的巨額研究資金，技術的領先地位和成熟的量產能力則可以保障下一代產品在研究室中取得成功後可以快速地進入市場，保障獲利，從而帶動產業進入正向的循環。而想要達成這個結果，除了基礎研究以外，成熟的產業環境以及完善的法規同樣不可或缺。
此外，社會氛圍是否鼓勵這種從上游研發整合到下游製造更是至關重要的一個環節；換言之，社會大眾是否能正面看待學者們將辛苦研究得到的成果產業化，進而賺取相對應的報酬；抑或是覺得研究人員的薪水已經高於一般上班族，所以不應再獲得本薪以外的利益？心態的不同都反映了一個社會是否支持創新研究。固然台灣目前的生技產業亦有產學合作的案例，但產業的整體環境，包括法規乃至社會氛圍等各個面向是否已然成熟、完善，又有哪些可以進步的地方，值得我們深思。
執行編輯：曾聖軒
核稿編輯：林欣蘋
