《解码者》:一个基因决定命运的故事  第1张

苏婉/文

现代的科学史片段似乎正越来越多地由科技媒体和风投契构完成,像《解码者》如许颠末长时间参与察看和穿插访谈完成的大部头显得越发稀有。《解码者》(The Code Breaker,2021)是美国做家沃尔特·艾萨克森 (Walter Isaacson)为出名生物学家詹妮弗·杜德纳(Jennifer Doudna)所写的列传。新冠病毒的侵袭让人们史无前例地存眷生命科学的停顿与应用,那本书的写做也见证了那段汗青。

原子、比特与基因并列为现代以来的三大科学关键词。艾萨克森通过为爱因斯坦、乔布斯两人写传探秘了前两个范畴,杜德纳是那个年逾70岁的列传做家为基因范畴挑选的配角,也是他所有著做中的第一位女性,也是第一位在世者。

谁是杜德纳

杜德纳最出名的一项成就是2020年的诺贝尔化学奖。2020年,杜德纳和法国微生物学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷(Emmanuelle CharPEntier)凭仗CRISPR-Cas9基因剪刀的变化性奉献共获诺贝尔化学奖。那项被认为“重写生命密码”的手艺将生命科学带入了新时代。此时距两人颁发CRISPR有关发现仅8年时间,比拟而言,获得物理学奖的罗杰 •彭罗斯关于黑洞的发现则是在50多年前。她们也是初次同时获得诺奖的女性科学家。

公家往往需要通过一张面目面貌来拉近与科学的间隔。其其实世的诺贝尔奖得主其实不少,为什么要写杜德纳?从1901年诺贝尔奖初次颁布以来,女性在天然科学奖获奖人数中只占3%,杜德纳是此中之一。她的存在再一次突破了自科范畴的性别神话。杜德纳不只鞭策了CRISPR的根底科学研究,且参与到那项手艺的临床应用及其伦理辩说中,她在公共表达中展示的科学任务感令人印象深入。

更重要的,杜德纳努力研究的基因编纂手艺可能激进地影响人类命运。它不只能够用来治愈绝症,并且让人类有时机实现基因自在。艾萨克森写道,“弄清晰能否以及何时编纂我们的基因,将成为人类在21世纪面对的最重要的问题之一。” 本年1月,杜德纳率领团队开发出脱靶率比即有CRISPR手艺降低10倍的CRISPR-Csm系统,那个打破可能会让基因编纂平安应用的前景加速到来。

《解码者》的封面上,金发碧眼的杜德纳自信地浅笑着。她是本书的配角,但并非那个范畴的孤胆英雄,本书的可读之处恰是在于提醒了那一点。库恩在《科学革命的构造》中提出,一个科学理论假说的提出、证明或证伪不是一个短暂的事务,而是一个比力持久的汗青过程,不是某个科学家的小我行为,而是科学家群体的互动和约定。CRISPR手艺的关键停顿得益于差别学科间的常识活动与功效共享。杜德纳并非CRISPR的首位发现者,事实上,她第一次传闻CRISPR是在2006年,一位地量微生物学家跟她共享了那个信息。

举世注目的科学停顿是由无数没有走到领奖台上的科学家配合完成的,默默无闻可能只是没那么走运。从日本的尝试室到西班牙的盐池,再到威斯康星州的酸奶工场,若是没有一起头并没有功利的猎奇心为科学大厦添砖加瓦,可能就没有光环下的杜德纳。

《解码者》:一个基因决定命运的故事  第2张

《解码者: 珍妮弗·杜德纳,基因编纂的汗青与将来》

[美] 沃尔特·艾萨克森 /著

王宇涵 /译

中信出书集团

2022年11月

本书的另一个“配角”是CRISPR手艺,字面来看其实不好懂。CRISPR-Cas9是一种基因编纂东西的简称,它由两部门构成,Cas9 酶和指点 RNA。Cas9是一种与CRISPR 相关的酶,是引导RNA在指定位置切割DNA的“分子剪刀”。CRISPR本是细菌中天然存在的基因组编纂系统。细菌可以从入侵的病毒中捕捉DNA片段,并操纵它们来创建被称为CRISPR阵列的DNA片段,使细菌可以“记住”那些病毒的特征。若是病毒再次策动攻击,CRISPR阵列就会产生RNA片段,同时,Cas9或类似的酶能切割病毒DNA,使其“毒性”失效。不难看出,恰是通过向古老的细菌进修,人类掌握了修剪基因的原理。

不要因为CRISPR佶屈聱牙的名称而轻忽那个手艺,它对生物医学研究和治愈严重疾病方面的感化都是里程碑式的,可以更快、更经济、更有效地实现基因组编纂,普惠科学界的各项相关研究,同时更为基因遗传病、癌症、艾滋病等严重疾病的治愈带来希望。

领奖台之外

基因研究成就了杜德纳。为了不让复杂的科研原理读起来过于枯燥,埃塞克森在剧烈且其实不那么伟大的科研竞赛上颇下笔力。他在那个跨国科学家圈子里来回走动,记录重要的打破性时刻,戏剧性的合做与争夺,差别人物对统一事务的微妙评论,以至还在杜德纳的尝试室里学会了编纂基因。

艾萨克森一面科普CRISPR,一面整理杜德纳的人生档案,我们能够看到杜德纳若何通过选择彼时还比力冷门的RNA范畴,从跨学科学者那里积极获得启发和合做,一步步走向CRISPR的高峰。杜德纳成为科学家似乎是天然而然的,她具备成为科学家的特量,猎奇、好胜、固执,最重要的是她享受合作。那个在夏威夷长大、童年时因为瘦高体型而遭到排斥的女孩,很早就发现实正的乐趣其实不存在于人际交往中,而是存在于充满奥妙的天然世界。

做为一个列传做家,艾萨克森尽力在科学之外寻找更多的八卦,比拟于此前所写的人物——好比完美主义偏执狂乔布斯,杜德纳的理性与稳健让她人生大部门时候极为顺利,很难衬着出更多的戏剧性。她不断天禀过人,精神充沛,从哈佛到耶鲁再到伯克利,能够说一路坦途。第一任丈夫是她在哈佛时的校友,她发现他并没有像本身一样“每时每刻想着科学”,于是判断分开他,跟尝试室的研究伙伴再婚。

跟华裔科学家张锋团队的专利争夺,可能是杜德纳迄今碰到的更大挫折。诺贝尔获奖者也会失掉专利之战,恰是输给了没能获奖、但同样奉献庞大的“第三位”人物——张锋。张锋是11岁跟从父母从石家庄移民到美国的华裔科学家,他固然是杜德纳事业中的“强敌”,却仍然承受了做者的采访,《解码者》的记叙里,他暖和有礼,始末连结着友好的浅笑。

那场持续了8年的CRISPR专利之争,关键在于谁先获得了CRISPR-Cas9对实核细胞停止编纂的才能。杜德纳和沙尔庞捷因编纂细菌而获得诺贝尔奖,但张锋团队抢先编纂了哺乳动物细胞。目前有超越11000个CRISPR相关手艺的专利家族,但杜、张团队争夺的初始专利被认为是最普遍和根底的,那就意味着许多希望销售CRISPR相关产物的公司,都可能需要从那个专利中获得答应。谁博得了此项专利,谁就能源源不竭地坐收专利答应费。

同样是顶尖科学家,二人其实从未撕破脸面,以至也曾短暂合做。不外,愤慨的杜德纳在法庭上提出量疑,辩称张锋除了在她创始的一项手艺中采纳了下一步“简单而明显的步调”外什么也没做。法令只存眷证据,而其实不判决哪一方愈加光亮磊落。2022年2月28日,美国专利和商标局(USPTO)裁定CRISPR-Cas9基因编纂手艺专利属于张锋团队。

杜德纳仍然不甘,但类似的情况恐怕在她2012年颁发关键论文那次已经发作过了。只不外彼时她博得了赛跑。科研体系体例下的论文颁发和专利申请都遵守白纸黑字的正式规则,但最初谁能成为“时代第一人”,有时不只取决于实力,也取决于一些非正式的因素——那些也许会被局外人简化为命运或时机的工具。

立名、治病与丑闻

“杜德纳强烈巴望荣誉。沙尔庞捷认为那有些好笑,并对此略显蔑视。”杜德纳的法国伴侣、共获诺贝尔奖的沙尔庞捷,是她人生中最重要的合做者。围绕那小我物的采访,胁制的杜德纳坦露出她少见的感性一面。杜德纳喜好那个巴黎人,要晓得她在少年期间想过专门去学法语。二人在常识和性格上的互补帮忙她们完成合做,两人配合领奖也缔造了女性科学家群体的汗青性时刻。但杜德纳曾忧伤地说:“我想继续与埃玛纽埃勒合做,但是显然,她并没有意愿。她历来不会向我表达那一设法。我们就如许渐行渐远。”

科学摸索的初期是科学家广交伴侣的阶段,合做也更容易发作,然而再完美的功效都无法阻遏疏远。有时候并不是关于争名逐利。沙尔庞捷有着巴黎人的自由和败坏,笑起来有些淘气,杜德纳则更享受聚光灯,更希望再攀统一范畴的顶峰,她们的性格差别从领奖仪式上所选的登台音乐就能看出,杜德纳选择蓝调,沙尔庞捷选了科技朋克。杜德纳认为沙尔庞捷毁坏了关系,认为她在某些采访中将CRISPR-Cas9说成本身的研究,提到杜德纳则像是在说一个协助者。沙尔庞捷则调侃:“杜德纳有时会对荣誉问题焦虑不安,那使她似乎显得缺乏平安感……我是法国人,不像她那样情感鼓动感动。”

杜德纳确实争强好胜,但沙尔庞捷仍然认可:“若不是因为像珍妮弗如许热爱合作的人,我们的世界不会像如今那般美妙。因为人们做功德的动力是获得外界承认。”在理解天然的过程中获得乐趣是科学家做研究的次要动力。但是大大都科学家会认可,成为首个发现人,其所带来的精神与物量奖励也是差遣他们前进的动力:颁发论文、获得专利、博得奖项、业界留名。

然而很显然,有些争当第一人的合作行为则会引起公愤以至造裁。那个译本在中国更大的卖点可能还在于一个中国面目面貌:贺建奎。2019年,南方科技大学贺建奎团队利用CRISPR手艺修改了一对艾滋病夫妇的双胞胎胚胎基因,目标是让孩子在出生后对HIV病毒免疫。

《解码者》一书梳理了那件“震惊”科学界事务的前因后果,并侧记了贺建奎在2018香港国际人类基因组编纂峰会上的整个陈述过程。他在现场遭到其他科学家的量疑,包罗未在遵守国际指点方针的情况下停止不负责任、不具备医学需要性的操做,“明明能够利用精子挑选法产生未受传染的胚胎但却多此一举”等。

《解码者》一书中说得很大白,除了用急功近利的大新闻挑战国际标准与生命手艺伦理之外,贺建奎似乎未得到过同业的承认。他此前颁发的论文和学术陈述似乎乏善可陈。杜德纳说:“我对贺建奎的陈述没什么印象。我发现他十分巴望与人碰头,得到人们的承认。但是他尚未颁发重要论文或著作,他似乎没有停止什么严重科学研究。”

但杜德纳本人并非个科技守旧主义者。“大天然不是一个工程师,而更像一个程度不不变的修补匠,它的粗枝大叶关于那些因为基因突变而患病的人来说显得无比残忍。”杜德纳在本身的科普著做《破天机》中写道:“父母有权力利用CRISPR来生出更安康的孩子,只要那个过程是平安的,并且不偏袒少数群体。”包罗杜德纳、张锋等在内的权势巨子科学家都认为,只要平安性能够实正包管,那么CRISPR能够被用来合规地治疗疾病,但他们其实不赞成强化型的应用,也就是优化基因。

像整个CRISPR学界的绝大大都科学家一样,杜德纳之所以会对贺建奎的所做所为感应惊愕和愤慨,不是因为对用CRISPR- Cas9 编纂人类基因或治病救人持反对定见。而是因为贺建奎在那个病例上利用了尚不成熟且毫无需要的医学法式——“那是明显的哗寡取宠之举,会激起人们对所有基因编纂研究的强烈反对”。

杜德纳曾在2019年《时代》杂志中如许评价贺建奎:“他向世界展现了人类胚胎编纂是若何相对容易做,但很难做好……贺建奎无视‘不危险’根本医学原则并冒着不测后果风险的严重决定,很可能会做为汗青上最令人震惊的科学东西误用之一而被记住。”2019年贺建奎因不法行医功被判3年,并被末身制止处置人类辅助生殖手艺办事工做。

去年4月,贺建奎被释放后在微博上写下:“我方案在大兴亦庄注册一家民办非营利科学研究机构‘北京稀有病研究所’,贺建奎尝试室挂靠在研究所下。”照片里的他自信地浅笑着。评论中,似乎有很多杜兴氏肌肉营养不良症(DMD)患者及患儿家长暗示等待。在公家号“赛先生”保举《解码者》的购置链接下方,一个签名为“贺建奎”,头像也与贺建奎的微博头像不异的人留言道:我也想买那本书看看。