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病毒與細菌的合作：轉導如何改變基因傳遞的遊戲規則？
轉導是一種由病毒或病毒載體將外來DNA引入細胞的過程。這個機制尤其在細菌之間的基因水平轉移中扮演了重要角色。轉導不需要捐贈DNA的細胞與接收DNA的細胞之間的物理接觸，這與接合的過程大相逕庭，並且轉導對DNase具有抗性，相較而言，轉化過程則較容易受到DNase的影響。
轉導是一個常用於分子生物學的工具，能穩定地將外來基因引入宿主細胞的基因組中，無論是細菌細胞還是哺乳動物細胞。
轉導的發現
轉導的概念首次是在1952年由美國威斯康星大學的Norton Zinder和Joshua Lederberg所發現，他們在Salmonella中進行了開創性的研究。這個發現不僅改變了我們對細菌基因轉移過程的理解，也影響了生物技術的未來發展。
轉導的週期
轉導的過程可以透過裂解週期和溶源週期進行。在裂解週期中，感染細菌的噬菌體利用宿主細菌的複製、轉錄及翻譯機制製造新的病毒顆粒，並最終將其釋放。相對而言，溶源週期則是使噬菌體染色體以前噬菌體的形式整合入細菌的染色體中，可能會在較長時間內保持潛伏狀態。
當噬菌體染色體被誘導後，如紫外光，噬菌體基因組便會從細菌染色體中切除，並開始裂解過程，最終釋放出噬菌體顆粒。
作為基因材料轉移的方法
噬菌體的轉導
噬菌體DNA的包裝過程具有低保真度，這使得小片段的細菌DNA可能會被包裝進噬菌體顆粒裡。轉導可以通過兩種方式實現。
一般性轉導
一般性轉導發生在噬菌體感染並在裂解階段隨機包裝細菌DNA的過程中。這一過程相對罕見，發生的概率約為每11,000隻噬菌體中有一隻會成功進行此過程。
當訴求的DNA被插入接收細胞後可能發生三種情況：DNA被回收利用，若源於質體則再度環狀化，或則與接收細胞的染色體中同源區進行DNA交換。
專門性轉導
該過程涉及由於不當的切除而將相鄰的細菌基因轉移給新細菌。專門性轉導表現出較高的特異性，通常僅傳遞與噬菌體相鄰的基因。
哺乳細胞的轉導
透過病毒載體的轉導能夠在哺乳動物細胞內插入或修改基因。這通常在基礎研究中使用，也在基因治療的潛在應用中積極研究。
過程
在此過程中，科學家構建一個質體，這個質體中的基因會被病毒序列包圍，以便被病毒蛋白認識並包裝成病毒顆粒。隨後將這個質體插入生產細胞，從而達到期望的基因傳遞效果。
目前的研究也在尋求透過不同的增強劑來提升轉導效率，例如Polybrene及DEAE Dextran等。
醫學應用
基因療法中的一個重要應用就是透過直接修改基因錯誤來矯正遺傳疾病。這不僅提高了治療技術的可行性，也是未來向個性化醫療過渡的關鍵步驟。
病毒和細菌之間的合作不僅給予科學家新的研究工具，還開啟了基因療法和生物技術的未來。這種合作能否幫助我們解決人類健康面臨的挑戰呢？
