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内容推荐 “巡山报告”是王立铭教授一个宏大的科学写作计划,他计划用30年的时间,持续观察和分析全球范围内生命科学的最新进展和重大事件,按年度整理成书。《现代中国人从哪里来》是本系列丛书的第三本。 本书分为两个部分,第一部分作者抽丝剥茧地分析了本年度生命科学的两个重要问题,包括现代中国人从哪里来、人工智能在生命科学领域的突破。第二部分,王立铭教授对20多项生命科学研究进行了解析,包括脑机接口新进展、抗衰药物NMN的人体临床试验、肥胖症新药、针灸抗炎的神经生物学基础、1型糖尿病的干细胞疗法等等。王立铭教授用人们容易接受的生动语言和娓娓道来的讲故事的形式,让读者能够跨越知识壁垒,得以一瞥生命科学前沿领域的无限风光。 作者简介 王立铭,浙江大学生命科学研究院教授,神经生物学家。本科毕业于北京大学,在美国加州理工学院获得博士学位。曾在美国加州大学伯克利分校和波士顿咨询公司工作。入选国家“青年千人计划”和浙江省“千人计划”。因科学、科普和科幻活动的部分成果,先后获得“求是杰出青年学者奖”“菠萝化学奖”“顾孝诚讲座奖”“文津图书奖”“全球华语科幻星云奖”“吴大猷科普著作奖金奖”等。著有大众科学读物《吃货的生物学修养:脂肪、糖和代谢病的科学传奇》《上帝的手术刀:基因编辑简史》《生命是什么》,主讲大众科学音频节目《王立铭·生命科学50讲》《给孩子的万物启蒙课》。 目录 第一章 现代中国人从哪里来? 第二章 AlphaFold2横空出世,人工智能进军生命科学 巡山大事记 科学前沿 1 鸟类智慧的秘密 2 人类相貌的基因大数据分析 3 植物基因的“水平漂移” 4 植物生长中的相分离现象 5 人 -猴嵌合体胚胎 6 脑机接口新进展:意念写 7 镜像DNA信息存储 8 新型 RNA投送系统 9 用二氧化碳合成淀粉 10 长寿的遗传学 11 细菌死亡的防御作用 12 “山中因子”逆转衰老 疾病研究 13 全新降脂药物获批,RNA药物时代开始? 14 抗衰老“神药”NMN的人体临床试验? 15 本土诞生的第一个“best-in-class”新药 16 在争议声中,美国 FDA批准了近 20年来首款阿尔茨海默病新药 17 肥胖症新药华丽登场 18 代谢和衰老研究的新突破 19 新冠溯源新进展 20 针灸抗炎的神经生物学基础 21 1型糖尿病的干细胞疗法 22 肠道菌群和自闭症 23 新型工具治疗遗传疾病 学界动态 24 利用民间力量支持原创科研,生物医学峰基金正式启动 25 围绕神经细胞转分化技术的争论 致谢 序言 《巡山报告》是王立铭 教授在2019年开始的一项 宏大的计划。年轻的立铭教 授想用30年的时间,持续观 察和分析全世界范围内,特 别是中国大地上发生的生命 科学重大事件,按月发布报 告,并在每年年底整理其中 的重大事件汇集成书。我觉 得,他这项雄心勃勃的计划 兼具时代观察和历史文献的 双重价值,定能够帮助相关 领域的从业者看清生命科学 进展的历史沿革和未来方向 ,帮助更多的人理解生命科 学技术对人类世界将要产生 的深刻影响。 当今时代生命科学技术 发展日新月异。作为一门以 生命,特别是我们自己身体 为研究和审视对象的学科, 生命科学的发展将带动医学 的进步,提高人类的生活质 量,但它也有可能危及人类 尊严与根本的道德和伦理底 线,为整个人类世界带来负 面影响乃至灾难。而由于基 础研究特性使然,很多时候 ,生命科学的突破在刚刚出 现的时候,可能人们还不能 完全领会它的价值,需要相 当长的一段时间,才会展示 出它的重要影响。这就需要 我们在审视生命科学进步的 时候,兼具历史和未来的双 重视角,甚至站在人类文明 发展的战略高度,做及时和 理性的度量。在我们中国的 土地上,伴随着科学研究的 快速进步,对正在发生、将 要发生的生命科学进展中的 众多事件,也需要给予仔细 的审视、梳理和探究。 我认为王立铭教授是能 够开启这项工作,并完成这 份事业的。立铭教授是一位 优秀的神经生物学家,同时 又是生命科学领域一位出色 的科普作家。从2015年起 ,他已经出版了几本大众科 普著作,如《吃货的生物学 修养》《上帝的手术刀》《 生命是什么》《笑到最后》 ,都受到了各领域读者的广 泛认同,产生了巨大的社会 影响。立铭教授的作品有非 常突出的优点,他仍工作在 生命科学研究第一线,熟悉 科学研究的规律和逻辑,因 此在讨论重大科学问题和最 新技术突破的时候,相关科 学知识丰富准确、有根有据 、逻辑严密。而且,他擅长 把当下正在发生的科学技术 事件,放在更大尺度的时空 背景下进行审视,讨论它们 的历史渊源和未来可能的发 展趋势。正如立铭教授所说 ,我们需要习惯把当下许许 多多正在发生的科学事件, 放到更大的时空尺度里去冷 静分析,看清楚它可能对我 们每个人,对我们所有人, 意味着什么。在我看来,这 正是理解科学发展和文明演 进逻辑的好方法。作为一位 科学家,立铭教授还拥有让 人惊喜的叙事技巧和难能可 贵的人文关怀。在他的笔下 ,高深复杂的科学事件总能 够化作一个个抽丝剥茧、引 人人胜的科学故事,即便是 外行也能读得津津有味并沉 浸其中,并且在掩卷之后忍 不住去思考这些故事背后蕴 含的意义。 在我看来,立铭教授和 他的《巡山报告》计划,将 会是我们这个时代难能可贵 的科学思考,也将会是我们 这个时代留给未来的宝贵遗 产。我想,不管你是生命科 学的研究者,还是相关产业 的从业者,又或者是对生命 科学充满兴趣的普通人,都 值得读读王立铭教授的这本 书,也应该持续关注他的《 巡山报告》计划。就像立铭 教授自己在后记中说的那样 ,他的书里描绘的是正在发 生的历史,正在伸展的未来 。这些发生在当下的重要事 件,也一定会在未来反复回 响。 韩启德 北京大学科学技术与医 学史系主任 中国科学技术协会名誉 主席 导语 今年的“巡山”到得格外晚一些,感谢你的等待。 今年的主题故事有两个,一是中国人起源的研究,二是AlphaFold2在蛋白质结果预测上的突破解决了什么,人工智能时代会让科学家也下岗吗? 在大事记中,25个新的前沿动态,又有许多旧认知被颠覆,新的问题被提出。透过这些进展背后的原理解析,普通人也可以了解生命科学的内核,科学概念、实验路径,以及行业的规则。 《巡山报告》是给所有希望自己能跟上时代脚步的人写的,在生命科学大爆发的时代,这是一堂必修课。 书评(媒体评论) 本书一定能够帮助相关 领域的从业者看清生命科学 进展的历史沿革和未来方向 ,帮助更多的人理解生命科 学技术对人类世界将要产生 的深刻影响。 ——韩启德(中国科学院 院士,中国科学技术协会名 誉主席,北京大学科学技术 与医学史系主任) 本书选题应时,从专家 的视角和深度,以科学史的 逻辑与科学分析的精神,将 争议热点科学化,前沿进展 科普化,足以惠及广大公众 的科学素养。同时,持之以 恒的态度与解疑答惑的顺畅 文笔,也贯穿全书,颇能激 励人们的好奇心。可以说, 本系列丛书将是生命科学发 展史的一个独特的缩影。 ——饶毅(首都医科大学 校长,北京大学讲席教授, 北京脑科学中心主任) 裹着八卦的糖衣,送来 科学的炮弹。王立铭是生命 科学界的新锐科学家,同时 也是为你在科研前线做实况 报道的战地记者。当你分不 清谎言和真相,无所适从的 时候,一个温和而坚定的声 音在你身边说:来,这边走 。 ——何帆(《变量》作者 ,上海交通大学安泰经济与 管理学院经济学教授) 每个人都会喜欢读这本 书,觉得这本书值得一读, 并且心切地期待着读王立铭 教授接下来要出版的每一本 《巡山报告》。 ——王志珍,中国科学院 院士,中国科学院生物物理 研究所研究员 精彩页 1 要说清楚这个问题,我们得先聊一个更大的话题——现代中国人从哪里来? 今天居住在世界各地的人最早是从哪里来的?这个问题在中学生物课上就有讨论,结论你应该还记得:生物学意义上的现代人,学名叫作Homo sapiens,属于脊索动物门—哺乳纲—灵长目—人科—人属—智人种,起源于20万~30万年前的非洲。今天地球上生活的所有人类个体,不论国籍、肤色、高矮胖瘦,祖籍全都可以追溯到非洲大陆。这个说法有什么证据呢?其实,“现代人起源于非洲”这个理论最早是进化论的老祖宗达尔文提出来的。达尔文在写出了《物种起源》这本巨著之后,很自然的想用自己的理论解释一下人类的起源问题。按照他自己提出的进化理论,地球生物共享一个共同的祖先。在漫长的时光里,这个祖先的子孙后代通过可遗传的变异、生存竞争和自然选择,在丰富多样的地球环境里形成了成千上万的独特物种。有些物种比较接近,说明它们的共同祖先出现得晚,彼此分开的时间比较短;有些物种则相差甚远,说明它们可能很早就彼此分开、独立进化了。 按照这个说法,想要解决现代人的起源问题,最自然的方法就是看自然界哪些物种和人类最接近,然后顺藤摸瓜寻找这些物种和人类的共同祖先。达尔文关注到了大猩猩和黑猩猩这两种生物,认为它们就是人类最近的亲戚。后来证明,这个看法惊人的准确。而既然大猩猩和黑猩猩的原产地都是非洲大陆,达尔文自然就认为现代人也是从那里和两个亲戚分道扬镳,从此独立成家的。后来证明,这个看法也惊人的准确。 其实从技术上说,达尔文这个结论当时并没有什么像样的证据支持,自己演绎的成分很多。比如一个很简单的问题就是,凭啥猩猩们生活在哪里,人就得是哪里起源的?猩猩们也可以是后来才迁移到非洲大陆的嘛。但大神就是大神,随便这么一猜,结果还真猜对了。 而在最近30多年时间里,“现代人非洲起源”的理论得到了大量证据支持,特别是DNA证据的支持。 比如人们发现,在全世界范围内,人类基因多样性最多的地区就是非洲,比全世界其他地区加一块还要多。非洲一个原始部落——比如著名的桑人(人类已知最古老的民族)部落里——随便两个人之间的基因差异,可能比中国人和法国人之间的差异还大。最简单的解释就是,人类祖先原本就生活在非洲,其中只有一小群人从非洲离开,走向了全世界。这群出走的人,他们的遗传多样性当然就大大下降了。 打个比方你就好理解了。你从国家图书馆里随便拿一麻袋书回家,每一本复印几千次,放在一起,数量上看倒是也能办一个山寨图书馆。但毫无疑问,你这个图书馆书籍的多样性肯定远远不如国家图书馆。 利用DNA信息,科学家还能推测出人类离开非洲,一路迁移的路线图。这就要说到著名的“线粒体夏娃”和“Y染色体亚当”的研究了。 我简单介绍一下研究的思路。线粒体是人体细胞中的一个微型细胞器,主要负责生产细胞活动所需的能量。这个细胞器比较独特的地方是,它有一套自己的遗传物质——一个由16000多个碱基对构成的环形DNA分子。更有意思的是,我们知道,每个人体内的遗传物质都来自父亲和母亲,两边的贡献基本是一半对一半。但线粒体DNA完全来自母亲的卵细胞,父亲对此毫无贡献,而且还不产生干扰。因此,通过分析线粒体DNA序列的变化情况,我们可以重构人类母系家族的历史。谁是谁的女性祖先,谁是谁的女性后代,她们相隔多少时光,都可以从线粒体DNA上推算出来。 比如,你在东北找到了三个人,她们虽然不住在一起,但她们体内的线粒体DNA序列几乎完全一样。与此同时,第一个人的线粒体DNA上有一个突变A,第二个人有突变A和B,第三个人有突变A、B和C。那么,一个可能的猜测就是,这三个人其实是一家子的,分别是外婆、女儿和外孙女。这三个人当中,外婆是线粒体夏娃,她在生孩子的时候把自己的线粒体DNA突变A遗传给了女儿,同时,因为生育过程中的基因复制错误,让女儿获得了一个新的突变B;到了外孙女,故事重演,带了A、B、C三个突变。原则也很简单,后代会继承先代的基因变异,而且会时不时增添新的变异。当然你肯定也能想到,子孙传代过程中也有可能把祖先的变异给重新抹掉的所谓“回复突变”,但它出现的概率是相当低的,不影响这种分析方法的有效性。 P3-5 |