上帝的手術(shù)刀(基因編輯簡史)/生命科學(xué)書系》作者王立銘在書中回顧了100年來科學(xué)家如何孜孜以求遺傳秘密的故事,介紹了目前主流的基因編輯技術(shù)的發(fā)展歷史,展望了這一技術(shù)的前景,以及在倫理和道德上的思考。
王立銘,1983年生,浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院教授、研究員、博士生導(dǎo)師。《章魚胺決定饑餓》獲得2015年"菠蘿科學(xué)獎"化學(xué)獎。著名的研究是"果蠅如何找吃的"。2011美國加州理工學(xué)院佳論文獎獲得者,2014入選國家"青年千人計劃"。2015年獲得年度"求是杰出青年學(xué)者獎"。
贊譽
推薦序一科學(xué)的故事之旅
推薦序二好科普如清泉
前言基因編輯:連接歷史和未來
第1章基因的秘密
達爾文的麻煩
種豌豆的神父
圍獵遺傳因子
雙螺旋
中心法則
第2章給基因動手術(shù)
讓人生病的基因
基因入藥
成也病毒,敗也病毒
絕望后的希望
第3章黃金手指
"缺啥補啥"遇到的新問題
里德先生的煩惱
基因組手術(shù)三件套
20年的獨角戲
第4章編程時代
開源破牢籠
"神話"蛋白
顛覆和被顛覆
超輕量級選手
看不見硝煙的戰(zhàn)場
第5章未來,未來的未來
意想不到的突破
基因編輯進化論
未來的未來
未雨綢繆:倫理還是監(jiān)管
后記
參考文獻
圖片來源
達爾文的麻煩
"遺傳",聽起來是個人人都能理解的科學(xué)名詞。中國人說"種瓜得瓜,種豆得豆""老鼠的兒子會打洞",英美人說"like fatherlike son'`(有其父必有其子)。這些俗語里反映的生物代際之間的相似性,就是遺傳。其實從這幾句俗語就能看出來,先人們大概早就發(fā)現(xiàn),不管是動物還是植物,不管是生物的外形、行為,還是性格,這些性狀都能在一代代的繁衍中頑強地延續(xù)和保留下來。
實際上,早在人類文明開始之前,人類就已經(jīng)充分――盡管也許是下意識――觀察到了遺傳現(xiàn)象的存在,甚至已經(jīng)開始利用遺傳規(guī)律改善自己的生活了。
現(xiàn)代人類的祖先可以追本溯源到數(shù)百萬年前的非洲大陸。2015年,古生物學(xué)家在東非埃塞俄比亞發(fā)現(xiàn)的下頜骨化石,將人屬生物出現(xiàn)的時間又一次大大前推至距今280萬年前。在200多萬年的無盡歲月里,先祖?zhèn)冊诜侵薮箨懮喜杉参锕麑崱⒉东@動物,過著靠天吃飯、隨遇而安的日子。人類文明的曙光出現(xiàn)在距今十幾二十萬年前。那時,現(xiàn)代人的直系祖先――人屬智人種――出現(xiàn)在非洲大陸,并且很快一批批地走出非洲,在全世界的各個大陸和主要島嶼上開枝散葉,也把采集和狩獵的固有天性帶到了世界各地。在那個時候,還壓根看不出`。我們這些身材矮小、面相平凡的先祖會在日后成為整個地球的主宰。
然而,就像突然擁有了某種未知的魔力一般,差不多從10 000年前開始,在世界各地快樂采集和狩獵的智人先祖?zhèn)儯瑤缀踉谝徽Q蹎柧透淖兞速囈陨娴纳罘绞健_@些變化開啟了農(nóng)業(yè)時代,也終催生了今天建立在發(fā)電機、汽車、互聯(lián)網(wǎng)和生物技術(shù)基礎(chǔ)上的全新人類社會。而這一切變化的開端,就是祖先們對于遺傳規(guī)律的利用。
在賈雷德?戴蒙德(Jared Diamond)的名著《槍炮、病菌與鋼鐵》中對此有著生動詳盡的討論。就在人類先祖走出非洲的必經(jīng)之路上,地中海東岸生長著繁茂的野生小麥,它們的種子富含蛋白質(zhì)和淀粉。因此我們不難想象,當(dāng)生活在中東新月沃地的人類先祖?zhèn)冊谂既粏柊l(fā)現(xiàn)這種植物后,一定會如獲至寶地將它們作為日常采集和儲藏的對象。對于先祖?zhèn)儊碚f,這和他們數(shù)百萬年來在非洲大陸進行的日常采集工作并無分別。
但是如果先祖?zhèn)兿胍堰@些野生小麥挖出來,栽培在自己村莊的周圍,為他們提供穩(wěn)定的食物來源,就會遇到一些棘手的問題。野生小麥的麥穗會在成熟后自動從麥稈上脫落,將種子盡力播撒到周圍的泥土里。這是這些禾本科植物賴以生存繁衍的性狀之一,但這也使得人類先祖想要大規(guī)模收獲小麥種子變得困難。畢竟,總不能24小時到晚盯著快要成熟的麥穗,在它們剛要成熟尚未脫落的短暫時間窗口里眼疾手快地收割吧?
后來,在某個不知名的具體年代,生活在中東地區(qū)的遠古居民們無意間發(fā)現(xiàn)了一些偶然出現(xiàn)的遺傳變異小麥。這些小麥的麥穗即便成熟以后,也不會自動脫落。我們可以很容易想象,如果這些變異小麥出現(xiàn)在野外,將注定只有死路一條。因為它們無法通過脫落的麥穗散播自己的后代。但這些變異植株對于我們的先祖?zhèn)儊碚f卻無比珍貴,因為這樣的遺傳突變小麥會大大方便他們在固定時間大批收割麥穗、儲存麥粒(見圖1―1)!
更要緊的是,先祖?zhèn)円欢ㄒ苍跓o意間發(fā)現(xiàn)了遺傳的秘密――種瓜得瓜,種豆得豆,因此這些仿佛是上天賜予般的神奇的小麥種子,也將會頑強地保留這種對人類先祖而言――而不是對小麥自身,極其有利的性狀。所以我們可以想象,先祖?zhèn)兛赡軙⑦@些奇怪的植物小心移植到村莊周圍,用心呵護,直到收獲批成熟的種子。這些種子將成為下一年擴大種植的基礎(chǔ)。就這樣,伴隨著一代代人類先祖?zhèn)兊募?xì)心發(fā)現(xiàn)、栽培和收獲,符合人類需要的優(yōu)良性狀被保留了下來,一直保留到今天。
這些無意間發(fā)現(xiàn)的遺傳突變小麥,可能標(biāo)志著人類農(nóng)業(yè)社會的開端。
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