螢光魚照亮台灣

過去一年，「遠東經濟評論」、「華爾街日報」、「科學雜誌」、「時代周刊」、英國的「動物星球頻道」、法國「第三電視台」的記者們相繼來台訪問，多數記者從來沒到過台灣，對我國的印象只停留在國會惡鬥和地震、水災等災難而已。此次他們之所以不遠千里而來，為的是世界上第一條基因轉殖螢光魚。

實驗室裡無心插柳的美麗意外，造就了一隻隻光彩奪目的螢光小天使。

魚躍龍門

二○○三年十一月，這隻螢光魚獲選為時代周刊全球年度最勁爆的四十項發明之一，與「隱身雨衣」、「飛人翅膀」、「魚皮泳裝」、「流感疫苗噴劑」、「機器人Qrio」......等世界級酷炫發明並列，是其中唯一來自台灣的生物技術類發明。

在350∼400nm波長黑燈或藍燈（常用於偽照辯識或PUB中營造特殊效果）的照射下，由性情溫和、身上有美麗橫紋的「斑馬魚」和肚子大大的「稻田魚」變身而成的螢光魚，身上的螢光蛋白被燈光激發，約三公分長的小小魚兒在水族箱中悠游，煥發出五顏六色的奇異光芒，彷如霓虹燈在夜空閃爍，光彩耀眼又充滿神秘。

魚，對中國人來說是吉祥的象徵。魚躍龍門、年年有魚（餘）是每個人心中的想望，就連魚兒入夢也多被解釋成好兆頭。除了招來吉祥好運外，現代都市化的空間侷促、生活緊張，人們壓力無處抒解，一缸安靜又優雅的觀賞魚，已成為現代人的抒壓小天使。而和寵物市場毫無淵源的台大分子及細胞生物研究所長蔡懷楨的研究發明，竟讓觀賞魚市場增添了幾隻會發螢光的生力軍，說來也算是機緣湊巧。

二○○一年，從事水族生物、寵物用品、圖書貿易的邰港機構取得了蔡懷楨的技術轉移，發表了全世界第一隻基因轉殖螢光魚後，接連不斷發表創新產品，從綠螢光、紅螢光、紅豹紋螢光、紫豹紋螢光、金色螢光到魚身前後呈現紅綠兩種不同螢光......等，有近十種基因轉殖螢光魚問世。

邰港生物科技研發中心經理林學廉指出，邰港將計畫趕在今年農曆年前將金色螢光魚上市，這條取名為「邰港1號金夜明珠」的金黃色螢光魚，是一條全身帶有綠色與紅色雙基因的魚種，綠紅輝映，融合成為吉祥、討喜的金黃色，預計會受到市場青睞。

實驗室裡無心插柳的美麗意外，造就了一隻隻光彩奪目的螢光小天使。

純屬意外

說來有些神奇，螢光魚的發明，竟是蔡懷楨研究魚類胚胎發育和基因轉殖時意外的收穫。

蔡懷楨與台大婦產科主任謝豐舟、內科部醫師何奕倫合作多年，以基因轉殖魚為模式，研究人類心臟和眼睛疾病。為什麼用魚來研究人類的心臟和眼睛？因為實驗室常用的老鼠雖然構造上和人比較接近，但哺乳動物是體內受精、體內發育，一出生心臟和眼睛就已經發育完成，無從觀察起。

相對地，魚類屬於體外孵化，而且從受精到發育完成只需要短短兩天的時間，具有生長迅速、世代週期短等優點。更有利的是，魚的胚胎通體透明，有利於顯微注射，而眼睛、心臟等器官的形成過程，透過顏色的標誌更容易追蹤觀察。

以心臟為例，無脊椎動物沒有心臟，生物真正有心臟是從魚開始，魚的心臟是一心房、一心室，可以說是人類心臟（二心房、二心室）的雛形，因此，用魚來做基礎實驗，無論在藥物篩選或研究作用機制上都有很大的助益。特別是基因序列已被「破解」的斑馬魚和稻田魚，更是醫界公認的最佳實驗對象。

為了解決研究中染色體嵌入問題，蔡懷楨利用水母的螢光蛋白作為追蹤的「報導基因」，竟意外地讓轉殖入魚體內的螢光蛋白發亮得更好、更美，就這樣催生出基因轉殖螢光魚！而醫學實驗室中的偶然發現，在消息靈通的生技產業中傳開後，果然讓觀賞魚業者如獲至寶，主動尋求合作，螢光魚因而有機會走出實驗室，邰港機構也為螢光魚特別成立了「基因魚種原庫」，在大量繁殖後將螢光魚推向觀賞魚市場。

簡單地說，基因轉殖螢光魚是將水母的綠色螢光蛋白基因或珊瑚的紅色螢光蛋白基因，以顯微注射的方式殖入稻田魚或斑馬魚的卵中，讓該基因在胚胎中不斷地複製，進而表現出水母或珊瑚的螢光性狀。

不過，外來基因準確嵌入染色體中並表現出性狀的成功機率不高，蔡懷楨所帶領的研究團隊經過不斷的嘗試，構築無數基因片段的組合後，才終於孵育出全身散發出綠色螢光的基因轉殖魚。

然而，即使外來的基因嵌入同一位置，但基因會在魚體內自我接合，形成多分子形狀再嵌入染色體中，因此，每一條魚所擁有的螢光基因套數不一樣，螢光蛋白含量也不同。「為了達到較佳的視覺效果，進行育種的基因轉殖魚必須事先經過挑選，過程相當繁瑣，」邰港生物科技研發中心經理林學廉說。

螢光魚曾被選為全球年度最酷炫的發明之一，藍燈照射下，螢光魚身上激發出紅、綠螢光，的確令人驚豔。

為生態「去勢」

聽到基因轉殖魚，首先引發人們「是否會影響、衝擊生態環境？」的疑慮。

事實上，蔡懷楨在基因轉殖魚的研究領域早已浸淫多年。十多年前，蔡懷楨研究的對象是食用水產，致力於讓魚和九孔等貝類長得比較快、肉質佳，讓蝦子有抵抗疾病的能力等，雖然已初步開發成功，但卻沒有進一步推廣、發展，關鍵便在於基因轉殖魚不容易控制。

「主要的顧慮有兩方面，一是食品安全，二是對生態的衝擊，」蔡懷楨指出，食用安全的部分仍有待研究，因為外來基因的嵌入，有可能產生人類從來沒有接觸過的蛋白質，而引發食用者的過敏反應。

此外，對環境的衝擊更是要謹慎小心，因為食用魚多採開放式養殖，任何人都可以去捕撈，鳥也會去吃，在海裡的箱網養殖模式危險性更高，一旦網破了，轉殖魚流入自然界，對環境造成的衝擊是難以預料的。

基因轉殖螢光魚屬於觀賞魚，雖然沒有食用安全方面的顧慮，但對於生態環境可能產生的影響卻不可不預防。為了不破壞生態，基因轉殖螢光魚發表後，蔡懷楨又花了將近兩年的時間研發不孕技術。「目前稻田魚、斑馬魚要做到百分之百不孕，只有台灣可以，」蔡懷楨表示，這部分的技術難度實在不下於基因轉殖本身。

雖然市售的螢光魚已遭「去勢」，不會繁衍下一代，但萬一被棄養，從水族箱裡跑到溪流、水庫中，是否會影響自然生態呢？尤其斑馬魚源自於東南亞各國，而台灣雖有本土種的稻田魚，但為求美觀，基因轉殖螢光魚所採用的是日本種、魚身較透明的稻田魚。外來種與本地生物競食、缺乏天敵導致生態改變，甚至把本地生物吃掉，造成生物絕跡等破壞屢見不鮮，福壽螺就是最好的例子。

理論上，養在水族箱裡的觀賞魚不會對自然生態造成影響，但萬一被主人棄養，那就很難預料了。例如釣友們常在野埤釣到「琵琶鼠」，琵琶鼠本是水族箱裡用來清除殘餘物的「垃圾魚」，被棄養後，適應力強、缺乏天敵，族群日益壯大，加上樣子難看又不能吃，釣客們對牠深惡痛絕。

「基因轉殖螢光魚並沒有上述的疑慮，」邰港生物科技研發中心經理林學廉解釋，就算流入自然環境，身體發光的特性會讓螢光魚很容易成為獵食的目標，反倒不易存活。而其身上所發出的螢光是一種天然螢光蛋白，並不是人造化合物，其他魚吃了也不至於有危害。

螢光魚曾被選為全球年度最酷炫的發明之一，藍燈照射下，螢光魚身上激發出紅、綠螢光，的確令人驚豔。

麻雀變鳳凰

釐清了生態上的疑慮，回歸產業，螢光魚又能帶來哪些利基？

「觀賞魚是一種講究視覺衝擊的行業，漂亮是基本要求，」邰港科技行政財務經理郭文彬指出，熱帶深海魚的色彩較豔麗，但水族箱需要經常換水，人工海水鹽又很貴，所費不貲，再加上業者得下海四處撈捕，對生態危害較大。前年迪士尼動畫《海底總動員》上映後，掀起了一股飼養小丑魚、畢卡索魚等海水魚的風潮，與影片中宣導維護海洋生態的立場相違背，恐是電影業者始料未及的。

相較於海水魚，淡水魚雖然容易飼養，無奈一般淡水魚多半色澤平淡，引不起消費者興趣，因而也有業者將食用色素打入魚兒體內，幫淡水魚增添色彩。不過，打色素的魚要一隻一隻「加工」，不但耗時、折損率也高，打進去的色素更只能維持三個星期到一個月就分解、褪色了。此次因實驗需要，蔡懷楨無心插柳的結果，卻讓原本看起來不甚起眼的溪流小魚，變身成為渾身散發螢光魅惑力的新品項觀賞魚，不僅獲選為二○○三年度全球最酷炫的發明之一，也讓這隻早已被人們淡忘的稻田魚谷底翻身，從此聲名大噪。

事實上，稻田魚早期在稻田裡隨處可見，後來因環境污染及農藥大量使用，導致稻田魚幾近絕跡；又因為稻田魚看起和大肚魚很相似，其貌不揚，因此連絕跡都沒有引起大家注意，更沒有人出面拯救。變身為基因轉殖螢光魚後，稻田魚整個脫胎換骨，透明的外表加上螢光看起來柔媚多姿，貴氣十足，頗有麻雀變鳳凰的味道。

邰港成立基因魚種原庫，將經過育種、大量繁殖和不孕處理的基因轉殖螢光魚，推向觀賞魚市場。

變身後的疑慮

不過，螢光魚從研究室的成果到商品化上市，其實是一條艱困的道路。

「一開始大家都不看好，」林學廉指出，初期只有一條綠色螢光魚，一般水族館沒有暗室，若點上短波長的黑燈，同一缸裡的其他魚種就會看不到，只能看見螢光魚。這些推展上的障礙，隨著其他螢光魚陸續問世，以及週邊產品的配合，慢慢迎刃而解。以人工繁殖的方式量產之後，螢光魚的價格由一條六百元降為一百多元，再降到目前一條五十九元，市場的接受度也越來越好。

國內市場的問題不大，但外銷則還有一場硬仗要打。美國、日本、歐洲是觀賞魚的主要市場，對於這隻史上絕無僅有的基因轉殖螢光魚，許多國家都尚在審慎考慮中，甚至下達「禁售」令。

邰港行政財務經理郭文彬分析，大部分國家其實並沒有明文禁止基因轉殖觀賞魚的引進和生產，但因為過去從來沒有人將生物科技應用在觀賞魚上，仍需要一段時間評估。

外銷上的重重障礙，螢光魚的發明者蔡懷楨雖感無奈，但表示可以理解。蔡懷楨指出，過去數百年來農漁產業用雜交配種方式，讓幾千、幾萬個基因互相交配，幸運的話可能篩選到一個好的品種，但也可能因此喪失了原先優良的性狀。生物技術基因轉殖的好處是單獨、有對象性的輸入，除了此一基因性狀外，其它的特色完全不會改變。

「雜交配種是成千上萬個基因彼此置換，大家都可以接受，甚至覺得理所當然，但卻非常在意單一基因跨物種的轉殖，」蔡懷楨雖感不解，但換個角度思考，他也承認這樣的社會壓力其實也很好，至少能讓擁有科技特權的人不忘心懷謙卑，避免去破壞環境。

（插圖）

小魚立大功

展望未來，邰港除了要更努力證明基因轉殖螢光魚對生態無害以突破外銷障礙外，更要在技術上保持領先。

事實上，新加坡在螢光斑馬魚的開發研究上比台灣起步更早，但因螢光表現不理想，再加上無法做到百分之百不孕，反而被台灣捷足先登。雖然邰港已提出基因轉殖和不孕技術的專利申請，但「挑戰才剛開始」。

林學廉預測，螢光魚一炮而紅，後續必然會有人陸續跟進，要持續保持領先，光靠業者自己閉門造車是做不到的，必須要和國內的研究機構合作，「產學合作，才能互利共生，」他說，未來邰港還要陸續開發更多顏色的螢光魚，甚至要朝更大型的魚發展。而最近中研院動物所臨海實驗室發表綠脊椎、紅肌肉的「螢光神仙魚」，也將是各家業者搶奪的目標之一。

除了紅、綠兩色外，「藍色也很重要，」蔡懷楨表示，紅、藍、綠三原色如果都能開發出來，就能「調配」出各種顏色的七彩魚。不過，目前藍色的表現強度不佳，只能在螢光顯微鏡下才可以看到，距離應用在觀賞魚身上還有一段路。

林學廉進一步解釋，目前的藍色螢光基因也取自於珊瑚，但肉眼看來幾乎和綠色沒有差別，未來還要將觸角伸向甲殼類，希望能找到表現強度較佳的藍色基因。

郭文彬表示，台灣小型觀賞魚市場每年約有二、三十億元台幣，前年基因轉殖螢光魚為邰港賺進了千萬元的收入，去年銷售成績更好，連同國外的授權金，已有四千七百萬的進帳。

小魚立下的大功尚不止於有形收益，無形的「國民外交」更是珍貴。螢光魚不僅讓台灣登上了許多國際重要媒體，發明人蔡懷楨還因此上了國外的叩應節目，美國的中學老師、小學生都紛紛來信詢問有關螢光魚的問題，連遠在南非的大學生也來信索魚，希望能開開眼界。

就像這條在黑暗中發光的螢光魚，台灣雖小，「卻突然讓大家看見了！」點魚成金的蔡懷楨驕傲地說。

實驗室裡無心插柳的美麗意外，造就了一隻隻光彩奪目的螢光小天使。

圖中綠色螢光部位即是魚的心臟。（蔡懷楨提供）

螢光魚曾被選為全球年度最酷炫的發明之一，藍燈照射下，螢光魚身上激發出紅、綠螢光，的確令人驚豔。

紅、綠雙基因轉殖斑馬魚，是尚未量產的新品項螢光魚。（蔡懷楨提供）

螢光魚曾被選為全球年度最酷炫的發明之一，藍燈照射下，螢光魚身上激發出紅、綠螢光，的確令人驚豔。

實驗室裡無心插柳的美麗意外，造就了一隻隻光彩奪目的螢光小天使。

螢光生輝，魚姿曼妙，一生在生物科技領域鑽研的台大分子及細胞生物研究所所長蔡懷楨，因螢光魚而聲名大噪。

（插圖）

邰港成立基因魚種原庫，將經過育種、大量繁殖和不孕處理的基因轉殖螢光魚，推向觀賞魚市場。