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諾獎得主講述基因編輯的諾獎狂喜與憂慮 | 勘破“天機”之后,人類何去何從 |

2012年6月8日,得主的狂一個明媚的講述基因周五下午,珍妮佛·杜德娜正式向《科學》雜志提交了論文。編輯20天后,喜憂學網它在線發表了。慮新世界從此不同。聞科 論文表明他們找到了基因編輯中最新、諾獎也可能是得主的狂最有效的工具CRISPR-Cas9(簡稱為CRISPR)。利用CRISPR可以插入、講述基因編輯或刪除基因,編輯人類有了控制遺傳突變的喜憂學網能力。幾乎一夜之間,慮新一個新時代開始了:在基因工程的聞科領域,只有想不到,諾獎沒有做不到。 杜德娜平靜的實驗室研究生活被打破,這位美國加州大學伯克利分校分子與細胞生物學系、化學系教授不再是一名普通的科學家,將要面對襲來的“巨浪”,是她沒有意料到的。 杜德娜面對的是什么樣“巨浪”?這一切又是如何發生的?這可以從她和她的學生塞繆爾·斯滕伯格合作的一本針對普通公眾的書中得到答案。 2015年,這本書先在網上競賣版權,當時的書名是REWRITING THE CODE OF LIFE,國內有幾家出版機構競價該書簡體字版權,最終花落湖南科學技術出版社。參與購買版權的該社編輯吳煒的想法很明確,作者之一杜德娜是基因編輯領域領軍人物,她現身述說這一熱門話題,不容錯過,何況這是第一本專門以CRISPR為主題的科普書。 2017年,書在美國正式出版,改名為A Crack in Creation。當年,就被評為亞馬遜網站科學類年度最佳書籍、《科學新聞》年度愛書、《洛杉磯時報》年度好書獎決選書單入圍。 這本書簡體字版書名為《破天機:基因編輯的驚人力量》,分為兩部分,上篇是《工具》,下篇是《任務》,上篇講述的是CRISPR技術背后的故事,下篇探索了CRISPR現在和未來在動物、植物、人類中的各種運用,討論了隨之而來的機遇和挑戰。 一塊重要的拼圖 雖然寫這本書時,距離杜德娜獲得2020年諾貝爾化學獎還有幾年時間,但杜德娜的工作已得到極大的認可,2013年那年,她已成為《自然》《科學》雜志頭條的“常客”。 本書的寫作方式較為特別,采用的是第一人稱,以杜德娜的視角來敘述,雖非杜德娜的自傳,但讀者可以分享她獨特的經歷,包括她學習時的背景、所處的時代、研究經歷;基因編輯領域的快速發展后,帶給她的驚喜、焦慮、思考、責任及觀點的變化,這些內容和上、下篇所講述的有機地結合起來。 杜德娜所處的一個什么時代呢?在她進入研究領域之前,幾十年來,生命科學領域的研究在不斷的突破中。 沃森和克里克發現了雙螺旋結構,科學家完成了人類基因組的草圖,基因治療競賽開始,基因打靶得到廣運用,基因編輯實驗取得突破,第一代基因編輯技術在2009年出現,等等。 杜德娜被這些科學進展深深吸引。20世紀90年代初,她做博士后研究時,也是研究生涯的開始之初,就和實驗室伙伴討論編輯有缺陷RNA的源頭的可能性。 “本書的目的并不是為基因編輯早期發展提供一份翔實的歷史記錄。”在這本書里可以看到與杜德娜工作最相關的研究進展,了解到他們的工作是如何與其他人的研究銜接起來的。 2006年,杜德娜的實驗室開始CRISPR的研究工作,這個課題就像偵探,只不過目標相反,關注的不是病毒如何入侵宿主,而是細菌如何抵御病毒。他們尤其感興趣的是那些與CRISPR相關的基因,或者說,是他們認為參與了抵御病毒的細菌基因。 CRISPR研究引起更多人的注意,2008年,第一次CRISPR會議在美國加州伯克利分校舉行。而且幾年功夫“這個領域就從松散、有趣,但缺乏確鑿證據的初始階段,發展出了一套關于細菌適應性免疫系統工作機制理論。” 杜德娜他們也受到相關公司以及大學各路同人的激勵,不斷地、一點點地突破。在一次次構思、實驗中,他們終于找到并驗證了這種“了不起的分子機器”,即Cas9,它能以極高的精確度切開病毒的DNA,以及其他細胞里的DNA,包括人類細胞。這就意味著他們找到了改寫生命密碼的方法。 “隨著時間流逝,我逐漸意識到,自己是一個更大的科學共同體的一部分,我們每一個人,都在自己的道路上探索著大自然的真相。每前進一小步,感覺好像又找到了一小塊拼圖,而這些都是一個更大的拼圖游戲的一部分。我們每一個人的工作都依賴于前人的工作,它們相互關聯,拼出更大的圖章。” 無疑,杜德娜他們找到的是一塊重要的拼圖。 CRISPR找到了她,她就找到了它 “我永遠不會忘記第一次聽說CRISPR這個術語的時刻。”2006年的一天,杜德娜接到吉莉安·班菲爾德教授的電話。 吉莉安也是一位卓有成就的女科學家,在伯克利分校另一個系任教,她向杜德娜詳細介紹了CRISPR的研究,杜德娜才明白“規律間隔成簇短回文重復序列”的意思,這些信息讓她“有微微觸電的感覺”。兩個實驗室的合作表明,要闡明CRISPR工作機制,該生物化學家出場了。 與CRISPR相關的另一個故事是一次“偶遇”。 2011年,杜德娜在波多黎各參加美國微生物學會年會時,認識了法國女科學家埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶——她們共同獲得2020年諾貝爾化學獎。兩位女科學家在圣胡安老城閑逛,交流心得、評論報告,自然也談起了各自的科學研究。在一條巷子的盡頭,埃馬紐埃爾提出合作,共同來闡明神秘的Csn1——后來改名為Cas9蛋白質的功能。 這是一次要被記錄史冊的合作。 正好CRISPR找到她,她就做到了。本書譯者傅賀這句看似玩笑的話,卻是一語中的。 有人認為,天賦、后天環境、個人努力是成功的三要素。而杜德娜的經歷似乎與此一一對應。 杜德娜1966年出生,父親是大學教授,有較好的家庭環境,受到了良好的教育。大約在12歲時,她讀了吉姆·沃森的《雙螺旋》,“我第一次感到命運會把我送到相似的路上。” 1982年,她剛上大學,參與了平生第一次的實驗——到生物系一位教授的實驗室里,和其他學生一塊探索一株真菌如何感染了木瓜。他們居然還揭示出了真菌的一個重要特征,“我第一次感受到科學發現的狂喜”,親身經歷后,她的求知欲更強烈了。 盡管杜德娜和天賦和努力都足夠,但從杜德娜的成長經歷來看,和這個年代的其他科研人員一樣,按部就班地從大學本科到博士,在實驗室里做研究,關心領域的發展,思考自己有興趣的項目,然后踏實地工作,取得或多或少的成果。 不過,現在美國佐治亞大學做研究的傅賀提醒道,杜德娜能有這樣的成就,和她一直在科研的最前沿有關。她的求學經歷堪稱顯赫,比如她在哈佛讀了博士,導師是諾獎獲得者杰克·紹斯塔克教授;在科羅拉多大學的博士后導師湯姆·切克也是諾獎得主。成立自己的實驗室之后,她逐漸成為世界知名的RNA結構專家。由此可見,她的起點不低,從開始就有得天獨厚的科研環境和實力。 科學家與公眾的共同責任 本書簡體字主書名為“破天機”,這個有點文藝、像是武俠小說的名字,比起中國臺灣繁體字版的主書名“基因編輯大革命”更能表現出這項工作的影響力。事實上,英文書名A Crack in Creation中creation一詞有“創世”的意思,如果直譯的話,大概可以說是“創世中的一道裂縫”。傅賀作為譯者,他想到,雖然中文沒有相對應“創世”的概念,但中國人敬畏“天”,生命世界里的演化規律可以說就是“天機”。現在,人類誤打誤撞發現了基因編輯的利器,也就表示有能力直接干預基因的演化了,于是,就仿佛“勘破了天機”,書名順勢而出。 在這篇打破“天機”的論文發表后的一年,科學界刮起了CRISPR旋風,世界各地的研究人員將此派上用場。杜德娜感覺自己“仿佛在伯克利一覺睡去,醒來發現身處火星。”而CRISPR一詞從學術會議的學者都聽得一頭霧水的狀況,變成家喻戶曉的“熱詞”。 雖然身處熱潮中,但杜德娜保持著冷靜,思考并質疑著。 2014年的一天,本書的另一位作者塞繆爾收到一封陌生郵件,是一位創業者,約他見面談商業計劃,還希望他加盟他們公司做科學顧問。原來這家公司是為人提供健康的“CRISPR定制嬰兒”。 這“大膽”的設想讓塞繆爾不寒而栗。他和杜德娜都意識到,CRISPR應用于編輯人類的基因組,是早晚的事。杜德娜為此憂心忡忡,甚至寢食難安。 杜德娜走出實驗室,她認為作為科學家,自己不能置身事外,她積極參與到討論中。而本書差不多用了一半的篇幅去探討科學家以及科研人員如何面對這項科研發展,需要考慮什么,應該有什么底線等等。 杜德娜想到了原子彈之父、之前也是伯克利分校物理系教授奧本海默的呼吁,她回顧了重組DNA技術的發展歷史,諾貝爾獎得主、化學家保羅·博格的謹慎態度和策略,以及“博格來信”對相關科學研究提出的三項建議。 2015年1月,杜德娜和科學同人組織召開了生物倫理論壇,有17位與會人員,許多重量級科學家到場,包括博格,以及諾貝爾獎得主大衛·巴爾的摩,這次會議形成的文章在《科學》雜志在線發表了。 隨后不久,杜德娜開始籌備關于人類基因編輯的首次國際會議。高峰論壇2015年12月舉行,美國、中國和英國及其他來自世界各地的科學家——最前沿的基因編輯研究者——參與了會議的討論。在這些對話中,有一個主題反復出現,那就是:科學家該如何使用這項新發現的技術。“我們目前還沒有找到答案,但是,我們正一點點地接近它。” 杜德娜本人對不同立場的學者的思路有了更深的理解,讓她進一步細化了對生殖細胞系編輯議題的理解。 但是杜德娜的初心和夢想從沒有改變,“有一天,基因編輯可以幫助治愈人類的疾病”。 對公眾來說,需要更多的了解基因編輯知識,辯證分析不同的觀點,傅賀認為,本書能讓讀者對怎么理解、全面看待基因編輯有幫助。 這也是本書寫作的一個重要目的,杜德娜在書的最后說,“CRISPR的故事提醒我們,技術突破往往來自意想不到的地方,因此,重要的是讓我們對自然的好奇心引領我們前進。但是,CRISPR的故事也提醒我們,科學家和公眾需要一道為科學的前進和科學結果負責……每一次我們揭開大自然奧秘的一角,它就代表著一個實驗的結束,以及更多實驗的開始。” 
《破天機:基因編輯的驚人力量》,[美]珍妮佛·杜德娜、塞繆爾·斯滕伯格著,傅賀譯,袁端端校,湖南科學技術出版社2020年11月出版,定價:68元 版權聲明:凡本網注明“來源:中國科學報、科學網、科學新聞雜志”的所有作品,網站轉載,請在正文上方注明來源和作者,且不得對內容作實質性改動;微信公眾號、頭條號等新媒體平臺,轉載請聯系授權。郵箱:shouquan@stimes.cn。 |