老鼠＋矽膠＋金＝科學怪魚　哈佛教授製造魔鬼魚助研人造器官

臉色慘綠、太陽穴嵌着兩顆大鏍絲——小說家筆下的科學怪人，展示了大眾對「人造生物」的想像。由《科學怪人》到《鋼之鍊金術師》，人造生物都是創作中的瘋狂想像，然而科學家近期已造出人造魚，會游動、趨光，並有活的心肌細胞。科幻小說的幻想，實現了嗎？

它不是真正的生物，它以金作骨骼、矽膠作身體；它也不是機器，它擁有老鼠的心肌細胞。哈佛大學教授帕克（Kevin Kit Parker）領導的團隊，造出了一條硬幣大小的人造刺魟（Stingray），即常稱的魔鬼魚，浸在充滿糖分的營養液中，「牠」會向着光源游動。

就像科學怪人，人造魚的身體部分亦來自不同材料：老鼠細胞、金、矽膠及感光海藻蛋白質，然後團隊就像鍊金術師，僅用上1星期，就造出了16毫米長的小魔鬼魚，是一般魟魚的十分之一大小。小魚最頂部有一層經基因改造的老鼠心肌細胞，令它會對光敏感；其下是一層聚二甲基矽氧烷，這種矽膠可用於隆胸及隱形眼鏡等，賦予魚身彈性；兩層矽膠中夾着金骨架。

如波浪搧動雙翼

魔鬼魚是身體扁平的軟骨動物，具有如翅膀形狀的胸鰭，游泳時會拍動胸鰭，有如搧動「雙翼」在水中優雅翺翔。研究團隊把小魚胸鰭上的心肌細胞排列成蛇形Z狀，當細胞被藍光脈衝刺激時，會依序向下收縮，令胸鰭呈波浪搧動，猶如真正的魔鬼魚。

與真正魔鬼魚的結構不同，人造魚並沒有另一層向上收縮的肌肉，因此不能大幅度搧動胸鰭。為補不足，它的金質骨骼具有彈性及韌力，可帶動胸鰭於收縮後重新向上，歸回原位。

肌肉感光收縮　向光源游動

科學家團隊採用光遺傳學（Optogenetics）技術，使人造魚對光敏感，從而控制它前進移動。團隊為老鼠的心肌細胞注入來自海藻的蛋白，令細胞感光。因此當以藍光照射時，則能夠刺激細胞收縮，人造魚更有趨光性，會向着光源游動。脈衝的頻率更可以調節，令人造魚可因應左右兩側不同波長，從而轉向。以此方法，團隊甚至可以控制人造魚越過障礙，速度為每秒1.5毫米。雖然比起真正的魚類來說不算快，但比其他生物混能機械則更高效率，無論速度、距離及持久力都更為優勝。

團隊早於4年前就已用類似技術造出人造水母，然而當時水母無法控制，因此團隊希望造出更敏捷的設計。科學家製造人造魚，並不是為了好玩。人造魚不能在實驗室以外活動，除了必須營養液外，由於老鼠心肌細胞沒有防疫系統，一出實驗室，將會遭到細菌及真菌的無情攻擊。但教授帕克表示他感興趣的是「其生理構造、製造這些線路，及設計信號通道」。如最終可成功掌握心肌細胞收縮，將有助未來研發人工器官。

現時人工器官的另一個發展方向，是以人類幹細胞培植。由於多功能幹細胞未成熟，科學家抽取後，可把它培育成身體任何部分。去年科學家就成功培植出可以跳動的心肌，有助研究藥物作用及心臟運作，然而距離可供移植的人工心臟，依然有漫漫長路。

01百科
生物混能　綠色能源的希望？
生物混能（Biohybrid）技術糅合有機生物與無機機械，由於除了簡單糖水外，不需其他能源，加上任務完成後容易分解，因此獲科學界青睞。科學界常見還會研究為機械加入植物的光合系統，吸收光線作太陽能發電之用，其發電效能會更高。傳統太陽能發電板約可將四成太陽能轉化為電能，然而生物混能則近乎100%的太陽能均可轉為電能。加上技術成熟後，原料僅用上植物蛋白，生產成本理論上會比傳統太陽能電板的金屬廉宜，期望可成為未來的綠色新能源。然而以現時技術，生物混能生產的電力依然較傳統少，而其短暫的壽命亦將是科學界要處理的一大難題。

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