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《喬布斯傳》作者新作聚焦2020年諾獎得主杜德納 好奇心是驅(qū)使人類創(chuàng)新和前進的動力
來源:北京青年報 |   2022年12月28日09:38
關(guān)鍵詞:好奇心

2020年,美國生物學(xué)家珍妮弗·杜德納走入大眾視野,她和埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷共同獲得了諾貝爾化學(xué)獎,獲獎原因是她們“發(fā)明了一種基因組編輯方法”,提出一種被稱為CRISPR-Cas9的方法,該方法可用于改變動物、植物和微生物的DNA。

獲得諾獎不僅僅是對一項科研成就的認(rèn)可,也預(yù)示著一個新時代的來臨。一方面,CRISPR之所以是繼DNA結(jié)構(gòu)后最為重要的發(fā)現(xiàn),是因為CRISPR不僅像闡釋雙螺旋結(jié)構(gòu)一樣解釋了世界,也讓改變世界變得簡單。這些“基因剪刀”將生命科學(xué)帶入了新時代,另一方面,這標(biāo)志著有史以來第一次有兩名女性共同獲得了科學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾獎。

從夏威夷小鎮(zhèn)少女到諾貝爾獎獲得者,女性科學(xué)家珍妮弗·杜德納的堅韌成長之路,都由著名傳記作家沃爾特·艾薩克森,寫在了《解碼者:珍妮弗·杜德納,基因編輯的歷史與未來》之中,該書上市后好評如潮,英文版豆瓣評分8.8,入選了《經(jīng)濟學(xué)人》《商業(yè)周刊》《時代周刊》年度書單推薦,比爾·蓋茨撰寫了書評,還將它列入了自己的2021年度最愛的5本書之一,近日,《解碼者:珍妮弗·杜德納,基因編輯的歷史與未來》中文版由中信出版集團最新推出。

六年級看了《雙螺旋》

想到“女性可以成為科學(xué)家”

珍妮弗·杜德納1964年2月19日出生于華盛頓特區(qū),父親馬丁在國防部工作,是演講稿撰稿員,母親多蘿西是一位社區(qū)大學(xué)教師,由于父親渴望成為一名美國文學(xué)教授,因此便與多蘿西搬到安阿伯市,在密歇根大學(xué)博士畢業(yè)后,馬丁發(fā)出了50份工作申請,只有位于希洛的夏威夷大學(xué)接受了申請,邀請馬丁來學(xué)校任職。為此,馬丁從妻子的養(yǎng)老保險里借了900美元,搬至希洛,那年珍妮弗·杜德納7歲。

在夏威夷島火山密布地區(qū)的希洛,一頭金發(fā)一雙藍眼睛身材瘦長的杜德納顯得十分“另類”,因此其他孩子都取笑她。杜德納回憶說:“在學(xué)校,我的確感到孤獨無助,孤立無援?!比昙墪r,杜德納受到嚴(yán)重排擠,進而影響了飲食,“我出現(xiàn)了各種各樣的消化問題,隨后我發(fā)現(xiàn),這些問題與情緒緊張有關(guān),同學(xué)們每天都欺負我?!倍诺录{埋頭苦讀形成了自我防御,她告訴自己,“我內(nèi)心有一部分是他們永遠無法觸碰的。”

與其他許多感覺自己不合群的人一樣,杜德納對人類如何成為適合在地球上生存的物種這一問題充滿好奇,對與之相關(guān)的廣泛問題也頗感興趣,“我逐漸積累經(jīng)驗,設(shè)法弄清在這個世界上我是誰,以及我如何通過某種方式融入環(huán)境?!?/p>

三年級上到一半時,杜德納全家搬到新的住宅區(qū),她的成績開始飛躍,五年級時她的數(shù)學(xué)老師和科學(xué)老師勸她跳級,于是父母將杜德納送進了六年級。這一年,她認(rèn)識了人生中的密友麗薩·欣克利,她倆經(jīng)常在下午騎自行車或者徒步,一起穿越甘蔗地,這里的自然景象令杜德納驚嘆,她好奇為什么自己一觸碰含羞草的葉子,葉子就會卷縮。幸運的是,她遇到了能滿足她好奇心的朋友。杜德納父母的朋友唐·赫姆斯是生物學(xué)教授,他經(jīng)常會來杜德納家,與他們一起聊天散步,他會教杜德納如何鑒別蘑菇,如何將貝殼分類。

杜德納的父親每周六都會從當(dāng)?shù)貓D書館借走一摞書,在下周周末前全部讀完,六年級的杜德納一天放學(xué)回家后,發(fā)現(xiàn)自己床上有一本詹姆斯·沃森的《雙螺旋》,還以為是偵探小說的杜德納打開了這本書,沒想到這本書改變了杜德納的人生。

沃森的《雙螺旋》是一部以個人名義寫就的回憶錄,記述了科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)DNA分子結(jié)構(gòu)的故事。這一發(fā)現(xiàn)及其隨之引起的影響促使生物學(xué)界發(fā)生了一場革命,堪稱20世紀(jì)科學(xué)界最為重大的事件之一。這本書給杜德納印象深刻的另一個人物是生物學(xué)家羅莎琳德·富蘭克林,杜德納說:“我當(dāng)時想到的是,一位女性可以成為一位偉大的科學(xué)家,讀這本時,我第一次真正思考這個問題,這讓我開闊了眼界,女性可以成為科學(xué)家?!?/p>

《雙螺旋》的核心要義塑造了杜德納的職業(yè)生涯:一個化學(xué)分子的外形和結(jié)構(gòu)決定了其在生物學(xué)中所發(fā)揮的作用。對發(fā)掘生命根本性秘密頗感興趣的人認(rèn)為這一要義是一項驚人啟示,化學(xué)——原子鍵如何創(chuàng)建分子——以這種方式,成了生物學(xué)。

杜德納后來意識到,自己第一次看見床上的《雙螺旋》時的判斷沒錯,那是她所喜愛的偵探故事之一,“我一直喜愛解謎故事,也許這解釋了對我而言科學(xué)為何魅力難擋。對科學(xué)入迷是人類在試圖理解我們已知的最古老的秘密,自然世界的起源與作用,以及我們?nèi)祟愒谧匀唤缰械奈恢?。?/p>

上大學(xué)后自我懷疑

甚至想轉(zhuǎn)學(xué)法語專業(yè)

《雙螺旋》讓六年級的杜德納意識到,發(fā)現(xiàn)萬物最為根本,最為內(nèi)在的作用方式和原因并非遙不可及。生命由分子構(gòu)成,此類分子的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)決定了生命行為,“科學(xué)可以如同破解一個引人入勝的迷題,你在這里找到些許線索,在那里發(fā)現(xiàn)蛛絲馬跡,成功之后你會激動不已?!?/p>

在高中,杜德納曾獲得一次機會,開展與DNA相關(guān)的生物實驗,其中包括破碎鮭魚精細胞并用玻璃棒攪拌,杜德納受到兩人的鼓舞,一位是她的化學(xué)老師,一位是為他們做過講座解釋細胞癌變的生物學(xué)原因的女士,“我深受鼓舞,更加堅信女性也可以成為科學(xué)家?!?/p>

杜德納下定決心要在大學(xué)報考化學(xué)專業(yè),但是遭遇了重重阻力,她的指導(dǎo)老師說不行,女孩兒不適合搞科研,他甚至勸阻杜德納不要參加美國大學(xué)理事會的化學(xué)科目考試,“你真的知道那是什么考試嗎?你真的知道考試是為了什么嗎?”

杜德納回憶說這段經(jīng)歷令她深感受傷,也讓她下定決心,“我要搞科研,我要證明給你看,我如果想搞科研,就一定要做到。”她申請到加州波莫納學(xué)院就讀,最終被錄取。

17歲的杜德納上大學(xué)后并不順利,她想念家鄉(xiāng),甚至開始懷疑自己能否學(xué)好化學(xué),在普通化學(xué)課上,班上有200名學(xué)生,其中大多數(shù)在大學(xué)先修課程化學(xué)考試中取得了5分的滿分成績,面對這些“學(xué)霸”,杜德納說她懷疑自己是否有些好高騖遠,給自己設(shè)定了無法實現(xiàn)的目標(biāo)。她為此甚至考慮過更改專業(yè),去學(xué)習(xí)法語,法語老師的建議是堅持學(xué)下去,“她說如果你的專業(yè)是化學(xué),你將能夠做各種各樣的事情,如果你選擇法語專業(yè),你僅能成為一名法語老師?!?/p>

杜德納逐漸適應(yīng)了大學(xué)生活,在大三結(jié)束后,生物化學(xué)教授莎倫·帕納申科是杜德納的導(dǎo)師,杜德納于是在老師的實驗室得到了一份暑期工作,帕納申科當(dāng)時正在研究一個課題,即土壤中某些細菌如何溝通,進而在缺乏營養(yǎng)的情況下彼此結(jié)合,這些細菌會形成一個菌群,數(shù)百萬細菌會通過發(fā)送化學(xué)信號,確定如何聚合,帕納申科將杜德納招入,幫助自己弄清此類化學(xué)信號的作用,“我必須提醒你,在我的實驗室里,一名技術(shù)員已經(jīng)對這些細菌進行了6個月的研究,他目前還未成功?!倍诺录{并未選擇在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)細菌,而是使用大型烤盤。一天晚上,杜德納將盛有細菌的烤盤放入恒溫箱?!暗诙?,我進入實驗室,揭開烤盤上的錫紙,眼前的一幕令我震驚,我看到了美麗絕倫的結(jié)構(gòu),它們看起來像小足球,那是一個令人難以置信的時刻,我因此認(rèn)為我能搞科研。”

實驗室獲得的具有說服力的結(jié)果,幫助帕納申科在《細菌學(xué)雜志》上發(fā)表了一篇研究論文,在論文中,帕納申科向“提供基礎(chǔ)觀察,從而為本項目做出重大貢獻”的四名實驗室助手致謝,杜德納便是其中之一,這是杜德納的名字首次出現(xiàn)在科學(xué)期刊上。

從科研新星到獲得諾獎

研究生階段,杜德納在父親的鼓勵下申請了哈佛大學(xué),得以進入更多頂尖實驗室學(xué)習(xí)工作,并取得博士學(xué)位。

到1988年,年僅23歲的杜德納憑一篇關(guān)于RNA領(lǐng)域的論文,成了科學(xué)界冉冉升起的明星。

雖然當(dāng)時RNA研究是生物學(xué)中近乎無人問津的領(lǐng)域,但是在未來20 年,人類對小段RNA作用原理的理解將越發(fā)重要,它對基因編輯領(lǐng)域和抗擊冠狀病毒都舉足輕重。

后來,杜德納來到耶魯大學(xué)擔(dān)任教授,在這里她迎來了自己人生中第一個重大發(fā)現(xiàn)。她和團隊成功確定了自我剪接的RNA分子中每一個原子的位置,這項成果,是人類把關(guān)于RNA的基礎(chǔ)科學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榛蚓庉嫻ぞ叩钠瘘c。

杜德納的這個重大科學(xué)突破與她父親去世幾乎是同期而至。1995年秋,杜德納的父親馬丁確診為黑色素瘤,生命還有三個月的時間,在那年秋天的剩余時間,杜德納一直乘飛機往返于紐黑文和希洛,單程用時超過12個小時,她花了大量時間在病床邊陪伴父親,每天還要花數(shù)小時與合作伙伴通電話,收發(fā)郵件和傳真。馬丁對女兒的研究有著濃厚興趣,在病痛緩和的間隙,他會讓女兒給他解釋最新收到的圖像,“父親的做法使我想起在我小時候,他就對科學(xué)充滿好奇,我也因他而同樣擁有這份好奇心?!睅讉€月后,父親去世,杜德納說:“父親去世后,我才意識到,他對我作出成為科學(xué)家的決定產(chǎn)生了多么重要的影響?!备赣H賜予杜德納的多種天賦包括熱愛人類,以及理解人類如何與科學(xué)彼此相連,當(dāng)科學(xué)研究面臨的不僅是電子密度圖,還關(guān)乎道德選擇時,父親的饋贈變得越發(fā)可貴,“我認(rèn)為,父親也會對學(xué)習(xí)CRISPR充滿興趣,他是一位人文主義者,是一位人文教授,同時熱愛科學(xué),在談?wù)揅RISPR對我們社會的影響時,我的腦海中回響著我父親的聲音?!?/p>

杜德納進入基因編輯領(lǐng)域時已功成名就,在RNA 結(jié)構(gòu)研究這個科學(xué)領(lǐng)域揚名立萬:她獲得了1996年的貝克漢姆青年研究者獎、艾倫·沃特曼獎、生物化學(xué)的禮來公司獎……除此之外,她還于2002年當(dāng)選為美國國家科學(xué)院院士,2003年當(dāng)選為美國藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院院士。

2009年,杜德納轉(zhuǎn)向CRISPR基因編輯方法的研究,2011年,同樣在研究CRISPR的法國生物學(xué)家埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷遇到了研究瓶頸,她感到自己需要一名生物化學(xué)家的幫助,于是兩人一拍即合。

2012年,她們的研究成果——CRISPR-Cas9的基因組編輯方法——發(fā)表在《科學(xué)》雜志上,后來這項成果為她們贏來了諾貝爾獎。

2020年,珍妮弗·杜德納和?,敿~埃勒·沙爾龐捷共同獲得了諾貝爾化學(xué)獎,因為她們提出一種被稱為CRISPR-Cas9的基因組編輯方法,這是繼DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)后最為重要的發(fā)現(xiàn)。

杜德納是艾薩克森的第一個女性主角

《解碼者:珍妮弗·杜德納,基因編輯的歷史與未來》這本傳記的作者沃爾特·艾薩克森是一位“天才傳記作家”,他是喬布斯生前指定的傳記作者。沃爾特·艾薩克森畢業(yè)于哈佛、又在牛津深造,做過《時代周刊》主編,曾任CNN董事長兼CEO,著有《列奧納多·達·芬奇?zhèn)鳌贰稅垡蛩固箓鳌贰陡惶m克林傳》《基辛格傳》……主人公都是各個領(lǐng)域的大神,而珍妮弗·杜德納是他的第一個女性主角。

在艾薩克森選擇為其作傳的人物中,從史蒂夫·喬布斯到列奧納多·達·芬奇,再到珍妮弗·杜德納,好奇心都是他們所具有的一個關(guān)鍵特質(zhì),好奇心是驅(qū)使人類創(chuàng)新和前進的動力。艾薩克森眼中,杜德納像喬布斯、達·芬奇一樣,她的成績也表明,創(chuàng)新的關(guān)鍵在于,把對基礎(chǔ)科學(xué)的好奇心與發(fā)明創(chuàng)新的實際工作聯(lián)系起來,制造出可應(yīng)用于生活的工具,把實驗臺上的發(fā)現(xiàn)變?yōu)槿粘I钪械陌l(fā)明。

珍妮弗·杜德納和?,敿~埃勒·沙爾龐捷共同獲得2020年諾貝爾化學(xué)獎,是有史以來第一次有兩名女性共同獲得了科學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾獎。截至2019年,諾貝爾各獎項共頒發(fā)935次,僅51位女性獲獎,占比不足4%。

全球范圍內(nèi),直到近些年女性才逐漸獲得與男性平等的受教育權(quán)利。而在受男性主導(dǎo)影響較大的政治、醫(yī)藥和科研等領(lǐng)域,往往對女性抱有根深蒂固的偏見,這讓不少女性科研者的成就被埋沒。即使不少女性已經(jīng)在該領(lǐng)域做出了卓越貢獻,因性別產(chǎn)生的“另眼相看”,卻使得她們需要付出更多的努力,才能獲得與男性同行同等的進取機會。

在獲得諾獎后,很多記者的關(guān)注重點是她的獲獎如何體現(xiàn)女性所取得的突破,杜德納笑著說:“我為自己是一名女性而感到驕傲,我此次能獲獎意義重大,對于更為年輕的女性尤為如此。許多女性會感覺,不論她們從事什么工作,如果自己是男性,自己的工作將得到更多認(rèn)可。我希望看到這一情況發(fā)生改變,這是朝著正確方向前進的一步?!?/p>

我們必須謹(jǐn)慎前行

尊重我們所獲得的力量

從達爾文和孟德爾到沃森和克里克,再到杜德納和沙爾龐捷,跨越幾代科學(xué)家的合作,讓人類經(jīng)歷從了解生命的起源到重寫生命的密碼。以CRISPR-Cas9為代表的基因編輯技術(shù)如今已成為生命科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)注焦點。這不僅是一場生命科學(xué)的競賽,也讓人類開始審視這場生命科學(xué)革命所引發(fā)的問題。編輯自身基因會對社會多元化產(chǎn)生何種影響?在獲得CRISPR的重要發(fā)現(xiàn)后,杜德納也成為與科學(xué)道德倫理問題進行斗爭的領(lǐng)導(dǎo)者。《解碼者:珍妮弗·杜德納,基因編輯的歷史與未來》也將珍妮弗·杜德納和她的合作者、競爭對手的故事交織在一起,講述了CRISPR的專利之爭、基因編輯引發(fā)的倫理問題、生命科學(xué)的競賽及人類的未來。

CRISPR-Cas9技術(shù)的發(fā)現(xiàn)也引發(fā)了許多人的憂慮,當(dāng)人類擁有了輕易改造整個種群的基因的能力,控制這種能力就成為一件至關(guān)重要的事。

人類應(yīng)該編輯自身基因,以降低感染致命病毒的風(fēng)險嗎?應(yīng)該使用基因編輯技術(shù),消滅諸如亨廷頓病、鐮狀細胞貧血、囊性纖維變性等可怕疾病嗎?失聰和失明呢?身材矮小呢?抑郁癥呢?往后數(shù)十年,在保障安全、條件允許的情況下,人類應(yīng)同意讓父母提高孩子的智商、增強孩子的肌肉嗎?我們應(yīng)該讓父母決定孩子眼睛和皮膚的顏色及身高嗎?

編輯自身基因可能會對社會多元化產(chǎn)生何種影響?在天資方面,如果不再聽天由命,人類的共情與認(rèn)可等的感受是否會弱化?如果在需付費的基因超市出售此類能力,是否將極大加劇不平等,甚至使這種不平等永遠與人類相伴相生?這并不意味著基因編輯本質(zhì)上是一件壞事,但是不能讓基因編輯成為自由市場的一部分。

杜德納相信,CRISPR最終帶來的益處必將大于風(fēng)險?!翱茖W(xué)不會倒退,我們不能拋棄已經(jīng)學(xué)會的知識。因此,我們需要找到一條穩(wěn)健的前進道路。在此之前,我們從未遇到當(dāng)前面臨的類似情況。我們現(xiàn)在擁有控制我們遺傳基因未來的力量。這一力量既令人肅然起敬,又讓人感到害怕。因此,我們必須謹(jǐn)慎前行,尊重我們所獲得的力量?!?/p>