论文部分内容阅读
2012年6月8日，一个明媚的周五下午，珍妮佛·杜德娜正式向《科学》杂志提交了论文。20天后，它在线发表了。世界从此不同。
论文表明他们找到了基因编辑中最新、也可能是最有效的工具CRISPR-Cas9（简称为CRISPR）。利用CRISPR可以插入、编辑或删除基因，人类有了控制遗传突变的能力。几乎一夜之间，一个新时代开始了：在基因工程的领域，只有想不到，没有做不到。
杜德娜平静的实验室研究生活被打破，这位美国加州大学伯克利分校分子与细胞生物学系、化学系教授不再是一名普通的科学家，将要面对袭来的“巨浪”，是她没有意料到的。
杜德娜所处的是一个什么时代呢？在她进入研究领域之前，几十年来，生命科学领域的研究在不断的突破中。
杜德娜被这些科学进展深深吸引。20世纪90年代初，她做博士后研究时，也是研究生涯的开始之初，就和实验室伙伴讨论编辑有缺陷RNA的源头的可能性。
“本书的目的并不是为基因编辑早期发展提供一份翔实的历史记录。”这本书记录了与杜德娜工作最相关的研究进展，以及他们的工作是如何与其他人的研究衔接起来的。
2006年，杜德娜的实验室开始CRISPR的研究工作，这个课题就像侦探，只不过目标相反，关注的不是病毒如何入侵宿主，而是细菌如何抵御病毒。他们尤其感兴趣的是那些与CRISPR相关的基因，或者说，是他们认为参与了抵御病毒的细菌基因。
CRISPR研究引起更多人的注意，2008年，第一次CRISPR会议在美国加州大学伯克利分校举行。而且几年工夫“这个领域就从松散、有趣，但缺乏确凿证据的初始阶段，发展出了一套关于细菌适应性免疫系统工作机制理论”。
杜德娜他们也受到相关公司以及大学各路同仁的激励，不断地、一点点地突破。在一次次构思、实验中，他们终于找到并验证了这种“了不起的分子机器”，即Cas9，它能以极高的精确度切开病毒的DNA，以及其他细胞里的DNA，包括人类细胞。这就意味着他们找到了改写生命密码的方法。
“随着时间流逝，我逐渐意识到，自己是一个更大的科学系统的一部分，我们每一个人，都在自己的道路上探索着大自然的真相。每前进一小步，感觉好像又找到了一小块拼图，而这些都是一个更大的拼图游戏的一部分。我们每一个人的工作都依赖于前人的工作，它们相互关联，拼出更大的图章。”
无疑，杜德娜他们找到的是一块重要的拼图。
“我永远不会忘记第一次听说CRISPR这个术语的时刻。”2006年的一天，杜德娜接到吉莉安·班菲尔德教授的电话。
吉莉安也是一位卓有成就的女科学家，在伯克利分校另一个系任教，她向杜德娜详细介绍了CRISPR的研究，杜德娜才明白“规律間隔成簇短回文重复序列”的意思，这些信息让她“有微微触电的感觉”。两个实验室的合作表明，要阐明CRISPR工作机制，该生物化学家出场了。
与CRISPR相关的另一个故事是一次“偶遇”。
2011年，杜德娜在波多黎各参加美国微生物学会年会时，认识了法国女科学家埃马纽埃尔·卡彭蒂耶——她们共同获得2020年诺贝尔化学奖。两位女科学家在圣胡安老城闲逛，交流心得、评论报告。埃马纽埃尔提出合作，共同来阐明神秘的Csn1——后改名为Cas9蛋白质的功能。这是一次要被载入史册的合作。
正好CRISPR找到她，她就做到了。
有人认为，天赋、后天环境、个人努力是成功的三要素。而杜德娜的经历似乎与此一一对应。
杜德娜1966年出生，父亲是大学教授，有较好的家庭环境，受到了良好的教育。大约在12岁时，她读了吉姆·沃森的《双螺旋》，“我第一次感到命运会把我送到相似的路上”。
1982年，她刚上大学，参与了平生第一次的实验——到生物系一位教授的实验室里，和其他学生一块儿探索一株真菌如何感染了木瓜。他们居然还揭示出了真菌的一个重要特征，“我第一次感受到科学发现的狂喜”，亲身经历后，她的求知欲更强烈了。
尽管杜德娜的天赋和努力都足够，但从杜德娜的成长经历来看，和这个年代的其他科研人员一样，按部就班地从大学本科到博士，在实验室里做研究，关心领域的发展，思考自己有兴趣的项目，然后踏实地工作，取得或多或少的成果。
在那篇打破“天机”的论文发表后的一年，科学界刮起了CRISPR旋风，世界各地的研究人员将此派上用场。杜德娜感觉自己“仿佛在伯克利一觉睡去，醒来发现身处火星”。而CRISPR一词从学术会议的学者都听得一头雾水的状况，变成家喻户晓的“热词”。
2014年的一天，本书的另一位作者塞缪尔收到一封陌生邮件，是一位创业者约他见面谈商业计划，还希望他加盟他们公司做科学顾问。原来这家公司是为人提供健康的“CRISPR定制婴儿”。
这“大胆”的设想让塞缪尔不寒而栗。他和杜德娜都意识到，CRISPR应用于编辑人类的基因组，是早晚的事。杜德娜为此忧心忡忡，甚至寝食难安。
杜德娜走出实验室，她认为作为科学家，自己不能置身事外，她积极参与到讨论中。
杜德娜想到了原子弹之父、之前也是伯克利分校物理系教授奥本海默的呼吁，她回顾了重组DNA技术的发展历史，诺贝尔奖得主、化学家保罗·博格的谨慎态度和策略，以及“博格来信”对相关科学研究提出的三项建议。
2015年1月，杜德娜和科学同仁组织召开了生物伦理论坛，有17位与会人员，许多重量级科学家到场。
随后不久，杜德娜开始筹备关于人类基因编辑的首次国际会议。高峰论坛2015年12月举行，美国、中国和英国及其他来自世界各地的科学家——最前沿的基因编辑研究者——参与了会议的讨论。在这些对话中，有一个主题反复出现，那就是科学家该如何使用这项新发现的技术。“我们目前还没有找到答案，但是，我们正一点点地接近它。”
杜德娜对不同立场的学者的思路有了更深的理解，让她进一步细化了对生殖细胞系编辑议题的理解。
但是杜德娜的初心和梦想从没有改变，“有一天，基因编辑可以帮助治愈人类的疾病”。
论文表明他们找到了基因编辑中最新、也可能是最有效的工具CRISPR-Cas9（简称为CRISPR）。利用CRISPR可以插入、编辑或删除基因，人类有了控制遗传突变的能力。几乎一夜之间，一个新时代开始了：在基因工程的领域，只有想不到，没有做不到。
杜德娜平静的实验室研究生活被打破，这位美国加州大学伯克利分校分子与细胞生物学系、化学系教授不再是一名普通的科学家，将要面对袭来的“巨浪”，是她没有意料到的。
1 一块重要的拼图
杜德娜所处的是一个什么时代呢？在她进入研究领域之前，几十年来，生命科学领域的研究在不断的突破中。
杜德娜被这些科学进展深深吸引。20世纪90年代初，她做博士后研究时，也是研究生涯的开始之初，就和实验室伙伴讨论编辑有缺陷RNA的源头的可能性。
“本书的目的并不是为基因编辑早期发展提供一份翔实的历史记录。”这本书记录了与杜德娜工作最相关的研究进展，以及他们的工作是如何与其他人的研究衔接起来的。
2006年，杜德娜的实验室开始CRISPR的研究工作，这个课题就像侦探，只不过目标相反，关注的不是病毒如何入侵宿主，而是细菌如何抵御病毒。他们尤其感兴趣的是那些与CRISPR相关的基因，或者说，是他们认为参与了抵御病毒的细菌基因。
CRISPR研究引起更多人的注意，2008年，第一次CRISPR会议在美国加州大学伯克利分校举行。而且几年工夫“这个领域就从松散、有趣，但缺乏确凿证据的初始阶段，发展出了一套关于细菌适应性免疫系统工作机制理论”。
杜德娜他们也受到相关公司以及大学各路同仁的激励，不断地、一点点地突破。在一次次构思、实验中，他们终于找到并验证了这种“了不起的分子机器”，即Cas9，它能以极高的精确度切开病毒的DNA，以及其他细胞里的DNA，包括人类细胞。这就意味着他们找到了改写生命密码的方法。
“随着时间流逝，我逐渐意识到，自己是一个更大的科学系统的一部分，我们每一个人，都在自己的道路上探索着大自然的真相。每前进一小步，感觉好像又找到了一小块拼图，而这些都是一个更大的拼图游戏的一部分。我们每一个人的工作都依赖于前人的工作，它们相互关联，拼出更大的图章。”
无疑，杜德娜他们找到的是一块重要的拼图。
2 CRISPR找到了她，她就找到了它
“我永远不会忘记第一次听说CRISPR这个术语的时刻。”2006年的一天，杜德娜接到吉莉安·班菲尔德教授的电话。
吉莉安也是一位卓有成就的女科学家，在伯克利分校另一个系任教，她向杜德娜详细介绍了CRISPR的研究，杜德娜才明白“规律間隔成簇短回文重复序列”的意思，这些信息让她“有微微触电的感觉”。两个实验室的合作表明，要阐明CRISPR工作机制，该生物化学家出场了。
与CRISPR相关的另一个故事是一次“偶遇”。
2011年，杜德娜在波多黎各参加美国微生物学会年会时，认识了法国女科学家埃马纽埃尔·卡彭蒂耶——她们共同获得2020年诺贝尔化学奖。两位女科学家在圣胡安老城闲逛，交流心得、评论报告。埃马纽埃尔提出合作，共同来阐明神秘的Csn1——后改名为Cas9蛋白质的功能。这是一次要被载入史册的合作。
正好CRISPR找到她，她就做到了。
有人认为，天赋、后天环境、个人努力是成功的三要素。而杜德娜的经历似乎与此一一对应。
杜德娜1966年出生，父亲是大学教授，有较好的家庭环境，受到了良好的教育。大约在12岁时，她读了吉姆·沃森的《双螺旋》，“我第一次感到命运会把我送到相似的路上”。
1982年，她刚上大学，参与了平生第一次的实验——到生物系一位教授的实验室里，和其他学生一块儿探索一株真菌如何感染了木瓜。他们居然还揭示出了真菌的一个重要特征，“我第一次感受到科学发现的狂喜”，亲身经历后，她的求知欲更强烈了。
尽管杜德娜的天赋和努力都足够，但从杜德娜的成长经历来看，和这个年代的其他科研人员一样，按部就班地从大学本科到博士，在实验室里做研究，关心领域的发展，思考自己有兴趣的项目，然后踏实地工作，取得或多或少的成果。
3 科学家与公众的共同责任
在那篇打破“天机”的论文发表后的一年，科学界刮起了CRISPR旋风，世界各地的研究人员将此派上用场。杜德娜感觉自己“仿佛在伯克利一觉睡去，醒来发现身处火星”。而CRISPR一词从学术会议的学者都听得一头雾水的状况，变成家喻户晓的“热词”。
2014年的一天，本书的另一位作者塞缪尔收到一封陌生邮件，是一位创业者约他见面谈商业计划，还希望他加盟他们公司做科学顾问。原来这家公司是为人提供健康的“CRISPR定制婴儿”。
这“大胆”的设想让塞缪尔不寒而栗。他和杜德娜都意识到，CRISPR应用于编辑人类的基因组，是早晚的事。杜德娜为此忧心忡忡，甚至寝食难安。
杜德娜走出实验室，她认为作为科学家，自己不能置身事外，她积极参与到讨论中。
杜德娜想到了原子弹之父、之前也是伯克利分校物理系教授奥本海默的呼吁，她回顾了重组DNA技术的发展历史，诺贝尔奖得主、化学家保罗·博格的谨慎态度和策略，以及“博格来信”对相关科学研究提出的三项建议。
2015年1月，杜德娜和科学同仁组织召开了生物伦理论坛，有17位与会人员，许多重量级科学家到场。
随后不久，杜德娜开始筹备关于人类基因编辑的首次国际会议。高峰论坛2015年12月举行，美国、中国和英国及其他来自世界各地的科学家——最前沿的基因编辑研究者——参与了会议的讨论。在这些对话中，有一个主题反复出现，那就是科学家该如何使用这项新发现的技术。“我们目前还没有找到答案，但是，我们正一点点地接近它。”
杜德娜对不同立场的学者的思路有了更深的理解，让她进一步细化了对生殖细胞系编辑议题的理解。
但是杜德娜的初心和梦想从没有改变，“有一天，基因编辑可以帮助治愈人类的疾病”。