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内容推荐 2020年的诺贝尔化学奖授予珍妮弗·杜德纳和埃玛纽埃勒·沙尔庞捷两位科学家,获奖原因是她们开发出基因组编辑方法,提出一种被称为CRISPR-Cas9的方法,该方法可用于改变动物、植物和微生物的DNA。该奖项不仅仅是对一项成就的认可,似乎也预示着一个新时代的来临。一方面,CRISPR之所以是继DNA结构后最为重要的发现,是因为CRISPR不仅像我们阐释双螺旋结构时一样解释了世界,也让改变世界变得简单。这些基因剪刀将生命科学带入了新时代。另一方面,这标志着有史以来第一次有两名女性共同获得了科学领域的诺贝尔奖。 从达尔文和孟德尔到沃森和克里克,再到杜德纳和沙尔庞捷,跨越几代科学家的合作,让人类经历从了解生命的起源到重写生命的密码。以CRISPR-Cas9为代表的基因编辑技术已成为生命科学领域的关注焦点。这不仅是一场生命科学的竞赛,也让人类开始审视这场生命科学革命所引发的问题。编辑自身基因会对社会多元化产生何种影响?在获得CRISPR的重要发现后,杜德纳也成为与科学道德伦理问题进行斗争的领导者。这本书也将珍妮弗·杜德纳和她的合作者、竞争对手的故事交织在一起,讲述了CRISPR的专利之争、基因编辑引发的伦理问题、生命科学的竞赛及人类的未来。 作者艾萨克森选择为其作传的人物,从史蒂夫·乔布斯到列奥纳多·达·芬奇,再到珍妮弗·杜德纳,好奇心都是他们所具有的一个关键特质。好奇心是驱使人类创新和前进的动力。彻底理解生命奇迹不仅仅具有现实意义,而且能鼓舞人心,使人获得乐趣。这就是为何我们人类如此幸运,拥有与生俱来的好奇心。 目录 推荐序——高福 推荐序——吴晨 前言 挺身而出 第一部分 生命起源 第1章 希洛 第2章 基因 第3章 DNA 第4章 生物化学家的培养 第5章 人类基因组 第6章 RNA 第7章 螺旋与折叠 第8章 伯克利 第二部分 CRISPR 第9章 成簇重复序列 第10章 言论自由运动咖啡馆 第11章 果断投身 第12章 科学是创新之母 第13章 从基础科学到应用科学 第14章 杜德纳实验室 第15章 卡利布 第16章 埃玛纽埃勒·沙尔庞捷 第17章 CRISPR-Cas 第18章 2012年《科学》杂志 第19章 报告决斗 第三部分 基因编辑 第20章 人类工具 第21章 生命科学的竞赛 第22章 张锋 第23章 乔治·丘奇 第24章 张锋破解CRISPR 第25章 杜德纳加入竞赛 第26章 毫厘之差 第27章 杜德纳的最后冲刺 第28章 组建公司 第29章 我的法国朋友 第30章 CRISPR英雄 第31章 专利 第四部分CRISPR应用 第32章 治疗能力 第33章 生物黑客 第34章 DARPA和抗CRISPR系统 第五部分 公共科学家 第35章 道路规则 第36章 杜德纳介入 第六部分 CRISPR婴儿 第37章 贺建奎与基因编辑婴儿 第38章 香港峰会 第39章 认可 第七部分 道德问题 第40章 红线 第41章 思想实验 第42章 大权在谁? 第43章 杜德纳的道德之旅 第八部分 前线快讯 第44章 魁北克 第45章 学习编辑 第46章 再访沃森 第47章 杜德纳来访 第九部分 冠状病毒 第48章 战斗号令 第49章 检测 第50章 伯克利实验室 第51章 猛犸和神探夏洛克 第52章 新冠病毒检测 第53章 疫苗 第54章 CRISPR治疗 第55章 虚拟冷泉港 第56章 诺贝尔奖 结语 致谢 注释 序言 推荐序 高福 中国科学院院士 新冠肺炎大流行进一步深化了人类文明的数 字化进程:信息数据实时采集、数字会议智能升 级、计算能力不断增强,人工智能依赖“代码” 完成了对社会形态的革新与重塑。与此同时,信 息化与数据共享的“零”时差又给人类社会带来 了严重的负面影响,人们没有时间安静思考,躯 干走得太快以至于灵魂没有跟上。新冠肺炎疫情 期间的“信息流行病”,科学家受到攻击,错误 信息、不实信息充斥在正确信息中,我们被“障 目”,我们大脑的CPU(中央处理器)的逻辑链 接受到干扰,“代码”受到严重挑战。在一定程 度上,我们人类本身的构成,也可以被视为一套 代码——生命密码。达尔文、孟德尔、摩尔根、 沃森、克里克……诸位先锋用无尽的好奇勇敢地 迎接每一次尝试。在我看来,珍妮弗·杜德纳足 以位列其间,堪称生命密码破解者。得知美国著 名传记作家沃尔特·艾萨克森为其挥毫,我甚为 欣喜。他以此细述基因编辑开拓者的荆棘历程, 发掘诺贝尔奖背后的真实故事,记录引领科学的 迭代突破,书中甚至涵盖激烈的学界竞争,直面 科学发现的第一现场。 2020年,斯德哥尔摩的市政厅首度迎来了 女性科学家组合斩获诺贝尔奖,那是两朵铿锵玫 瑰——珍妮弗·杜德纳和埃玛纽埃勒·沙尔庞捷 。这一次,瑞典皇家科学院院长在宣布获奖者时 说:“今年的诺贝尔化学奖与重写生命密码有关 ,这些基因剪刀将生命科学带入了新时代。” 这不仅将助力抗癌疗法和抗感染(病毒)技术的 研发,而且使遗传疾病和罕见病的治愈成为可能 。 或许难以想象,如此卓著的功勋实际最初源 自地球生命诞生起就不断积累进化的竞赛——细 菌与病毒的斗争。细菌将“犯罪分子”的异己成 分刻画进自己的生命密码,当再次遇到嫌犯时, 就启用基因魔剪——快速识别并将其清除。这是 细菌耗费30亿年与病毒作战而建立的精密系统— —CRISPR-Cas系统。CRISPR就是细菌储存病毒 感染罪证的代码,而Cas是这把魔剪,二者配合 铸就了细菌对抗病毒的一道免疫防线。同样精明 的病毒为了打赢这场战争,进化出抗CRISPR系 统,来击破这道防线。这场斗争好似“猫鼠游戏 ”,双方的免疫系统在其中抗衡。而人类发明疫 苗与免疫接种仅仅百年(尽管免疫的原理就在那 里,但人类的觉醒认知滞后),疫苗已经帮助人 类消灭了天花和动物的牛瘟,新冠肺炎疫情期间 又帮助我们保护了无数生命。但是相较于细菌的 免疫“策略”,人类发明的免疫接种还是“小学 生”。读这样的传记故事,就是给我们提供未来 科学研究的思路,在征服病原的道路上扎实走好 每一步。 有考古学家认为,人类起源至今有300万年 ,而微生物游弋了至少34亿年,甚至有免疫学家 认为,人类仅是微生物的交通工具。在我们傲慢 地以地球统治者身份自居之时,可能并未意识到 谁才是初来乍到的无名小卒。借助科学工具,我 们不断探求微生物的生存之道,创制疫苗、研发 新药,试图在人类疾病与健康的较量中占据主动 。我们若止步不前,墨守成规,迅速进化的微生 物将再次抢占上风。幸运的是,近年科学家从微 生物中学到的CRISPR-Cas系统已经成功治疗多 种单基因疾病,基于基因编辑技术开发的新的癌 症疗法也正在临床试验中。此外,衍生的疾病检 测工具也极大开拓了该技术的应用前景。这套“ 基因魔剪”在CRISPR先锋者的接力下日夜打磨 ,更加精巧、锋利。 科学发现、技术创新中最重要的是“包容” (tolerance)与“韧性”(resilience)。在 范内瓦·布什先生《科学——无尽的前沿》报告 中,大量篇幅论述了科学研究的自由必须得到保 障,政府的稳定资金投入就是对科研工作者最大 的包容与支持。从培养下一代科学家的角度讲, 为了做出突破性发现,导师会为学生打造自由试 错的安全空间,让学生适应挫折,进而审视方案 、调整方法,继续开创探索,让他们既有独立变 通的能力,又不乏锲而不舍的精神,也就是韧性 。 另外,学术界的认可历来崇尚从0到1的突 破。合作与竞争原本是一种常态,二者是“孪生 兄弟/姐妹”。人类社会进步依靠科学,而科学 遵循4C原则,即竞争(competition)、合作( corporation)、交流(communication)、协 调(coordination)。像牛顿、爱因斯坦那样 只身窥探科学原理的时代已然过去,在生命科学 领域,团队合作与体系传承必不可少。生命密码 的破解,“基因魔剪”的发现与应用,也并非珍 妮弗·杜德纳一人之功。沃尔特·艾萨克森尽可 能全面公正地展现了科学研究的另一面——竞争 。从某种程度上讲,我们应该为此感到欣慰,科 学难题的破解不再是压在个别人身上的重担,而 是有更多有志者冲进赛道,共同开拓无尽的前沿 。诚然,人非圣贤,在高强度的压力下,在荣誉 和利益面前,每个人都在主观上放大自己的价值 。借用范内瓦所讲:无论是在和平时期还是战争 年代,科学都只是以团队中一员的身份贡献于国 民之福祉。在我看来,学术创新需要长远规划、 自由探索、全面合 导语 百万册畅销书《史蒂夫·乔布斯传》《列奥那多·达·芬奇传》作者艾萨克森全新力作 2020年诺贝尔化学奖得主、前沿女性科学家珍妮弗·杜德纳重磅传记 中国科学院院士高福审校并作序推荐,比尔·盖茨书评推荐 《经济学人》、摩根大通、《商业周刊》《时代周刊》年度书单推荐 读传记不可错过的传记作家艾萨克森 乔布斯生前只指定艾萨克森为自己撰写传记;比尔·盖茨蕞喜欢的作家之一;马斯克授权他为自己做传 亲身采访杜德纳数十次,亲自参与杜德纳实验室和会议活动,深度采访张锋等科学家 精彩页 推荐序 高福 中国科学院院士 新冠肺炎大流行进一步深化了人类文明的数字化进程:信息数据实时采集、数字会议智能升级、计算能力不断增强,人工智能依赖“代码”完成了对社会形态的革新与重塑。与此同时,信息化与数据共享的“零”时差又给人类社会带来了严重的负面影响,人们没有时间安静思考,躯干走得太快以至于灵魂没有跟上。新冠肺炎疫情期间的“信息流行病”,科学家受到攻击,错误信息、不实信息充斥在正确信息中,我们被“障目”,我们大脑的CPU(中央处理器)的逻辑链接受到干扰,“代码”受到严重挑战。在一定程度上,我们人类本身的构成,也可以被视为一套代码——生命密码。达尔文、孟德尔、摩尔根、沃森、克里克……诸位先锋用无尽的好奇勇敢地迎接每一次尝试。在我看来,珍妮弗·杜德纳足以位列其间,堪称生命密码破解者。得知美国著名传记作家沃尔特·艾萨克森为其挥毫,我甚为欣喜。他以此细述基因编辑开拓者的荆棘历程,发掘诺贝尔奖背后的真实故事,记录引领科学的迭代突破,书中甚至涵盖激烈的学界竞争,直面科学发现的第一现场。 2020年,斯德哥尔摩的市政厅首度迎来了女性科学家组合斩获诺贝尔奖,那是两朵铿锵玫瑰——珍妮弗·杜德纳和埃玛纽埃勒·沙尔庞捷。这一次,瑞典皇家科学院院长在宣布获奖者时说:“今年的诺贝尔化学奖与重写生命密码有关,这些基因剪刀将生命科学带入了新时代。” 这不仅将助力抗癌疗法和抗感染(病毒)技术的研发,而且使遗传疾病和罕见病的治愈成为可能。 或许难以想象,如此卓著的功勋实际最初源自地球生命诞生起就不断积累进化的竞赛——细菌与病毒的斗争。细菌将“犯罪分子”的异己成分刻画进自己的生命密码,当再次遇到嫌犯时,就启用基因魔剪——快速识别并将其清除。这是细菌耗费30亿年与病毒作战而建立的精密系统——CRISPR-Cas系统。CRISPR就是细菌储存病毒感染罪证的代码,而Cas是这把魔剪,二者配合铸就了细菌对抗病毒的一道免疫防线。同样精明的病毒为了打赢这场战争,进化出抗CRISPR系统,来击破这道防线。这场斗争好似“猫鼠游戏”,双方的免疫系统在其中抗衡。而人类发明疫苗与免疫接种仅仅百年(尽管免疫的原理就在那里,但人类的觉醒认知滞后),疫苗已经帮助人类消灭了天花和动物的牛瘟,新冠肺炎疫情期间又帮助我们保护了无数生命。但是相较于细菌的免疫“策略”,人类发明的免疫接种还是“小学生”。读这样的传记故事,就是给我们提供未来科学研究的思路,在征服病原的道路上扎实走好每一步。 有考古学家认为,人类起源至今有300万年,而微生物游弋了至少34亿年,甚至有免疫学家认为,人类仅是微生物的交通工具。在我们傲慢地以地球统治者身份自居之时,可能并未意识到谁才是初来乍到的无名小卒。借助科学工具,我们不断探求微生物的生存之道,创制疫苗、研发新药,试图在人类疾病与健康的较量中占据主动。我们若止步不前,墨守成规,迅速进化的微生物将再次抢占上风。幸运的是,近年科学家从微生物中学到的CRISPR-Cas系统已经成功治疗多种单基因疾病,基于基因编辑技术开发的新的癌症疗法也正在临床试验中。此外,衍生的疾病检测工具也极大开拓了该技术的应用前景。这套“基因魔剪”在CRISPR先锋者的接力下日夜打磨,更加精巧、锋利。 科学发现、技术创新中最重要的是“包容”(tolerance)与“韧性”(resilience)。在范内瓦·布什先生《科学——无尽的前沿》报告中,大量篇幅论述了科学研究的自由必须得到保障,政府的稳定资金投入就是对科研工作者最大的包容与支持。从培养下一代科学家的角度讲,为了做出突破性发现,导师会为学生打造自由试错的安全空间,让学生适应挫折,进而审视方案、调整方法,继续开创探索,让他们既有独立变通的能力,又不乏锲而不舍的精神,也就是韧性。 另外,学术界的认可历来崇尚从0到1的突破。合作与竞争原本是一种常态,二者是“孪生兄弟/姐妹”。人类社会进步依靠科学,而科学遵循4C原则,即竞争(competition)、合作(corporation)、交流(communication)、协调(coordination)。像牛顿、爱因斯坦那样只身窥探科学原理的时代已然过去,在生命科学领域,团队合作与体系传承必不可少。生命密码的破解,“基因魔剪”的发现与应用,也并非珍妮弗·杜德纳一人之功。沃尔特·艾萨克森尽可能全面公正地展现了科学研究的另一面——竞争。从某种程度上讲,我们应该为此感到欣慰,科学难题的破解不再是压在个别人身上的重担,而是有更多有志者冲进赛道,共同开拓无尽的前沿。诚然,人非圣贤,在高强度的压力下,在荣誉和利益面前,每个人都在主观上放大自己的价值。借用范内瓦所讲:无论是在和平时期还是战争年代,科学都只是以团队中一员的身份贡献于国民之福祉。在我看来,学术创新需要长远规划、自由探索、全面合作,而过度的竞争压力、渴望功成名就带来的负面效应则可能与科学研究的原初本质相悖。其中一例, |