【播资讯】好奇心是驱使人类创新和前进的动力

• 2022-12-28 15:50:46 来源：北京青年报

文/北京青年报记者　张嘉

珍妮弗·杜德纳沃尔特·艾萨克森

2020年，美国生物学家珍妮弗·杜德纳走入大众视野，她和埃玛纽埃勒·沙尔庞捷共同获得了诺贝尔化学奖，获奖原因是她们“发明了一种基因组编辑方法”，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。

(资料图)

获得诺奖不仅仅是对一项科研成就的认可，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不仅像阐释双螺旋结构一样解释了世界，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。

从夏威夷小镇少女到诺贝尔奖获得者，女性科学家珍妮弗·杜德纳的坚韧成长之路，都由著名传记作家沃尔特·艾萨克森，写在了《解码者：珍妮弗·杜德纳，基因编辑的历史与未来》之中，该书上市后好评如潮，英文版豆瓣评分8.8，入选了《经济学人》《商业周刊》《时代周刊》年度书单推荐，比尔·盖茨撰写了书评，还将它列入了自己的2021年度最爱的5本书之一，近日，《解码者：珍妮弗·杜德纳，基因编辑的历史与未来》中文版由中信出版集团最新推出。

六年级看了《双螺旋》

想到“女性可以成为科学家”

珍妮弗·杜德纳1964年2月19日出生于华盛顿特区，父亲马丁在国防部工作，是演讲稿撰稿员，母亲多萝西是一位社区大学教师，由于父亲渴望成为一名美国文学教授，因此便与多萝西搬到安阿伯市，在密歇根大学博士毕业后，马丁发出了50份工作申请，只有位于希洛的夏威夷大学接受了申请，邀请马丁来学校任职。为此，马丁从妻子的养老保险里借了900美元，搬至希洛，那年珍妮弗·杜德纳7岁。

在夏威夷岛火山密布地区的希洛，一头金发一双蓝眼睛身材瘦长的杜德纳显得十分“另类”，因此其他孩子都取笑她。杜德纳回忆说：“在学校，我的确感到孤独无助，孤立无援。”三年级时，杜德纳受到严重排挤，进而影响了饮食，“我出现了各种各样的消化问题，随后我发现，这些问题与情绪紧张有关，同学们每天都欺负我。”杜德纳埋头苦读形成了自我防御，她告诉自己，“我内心有一部分是他们永远无法触碰的。”

与其他许多感觉自己不合群的人一样，杜德纳对人类如何成为适合在地球上生存的物种这一问题充满好奇，对与之相关的广泛问题也颇感兴趣，“我逐渐积累经验，设法弄清在这个世界上我是谁，以及我如何通过某种方式融入环境。”

三年级上到一半时，杜德纳全家搬到新的住宅区，她的成绩开始飞跃，五年级时她的数学老师和科学老师劝她跳级，于是父母将杜德纳送进了六年级。这一年，她认识了人生中的密友丽萨·欣克利，她俩经常在下午骑自行车或者徒步，一起穿越甘蔗地，这里的自然景象令杜德纳惊叹，她好奇为什么自己一触碰含羞草的叶子，叶子就会卷缩。幸运的是，她遇到了能满足她好奇心的朋友。杜德纳父母的朋友唐·赫姆斯是生物学教授，他经常会来杜德纳家，与他们一起聊天散步，他会教杜德纳如何鉴别蘑菇，如何将贝壳分类。

杜德纳的父亲每周六都会从当地图书馆借走一摞书，在下周周末前全部读完，六年级的杜德纳一天放学回家后，发现自己床上有一本詹姆斯·沃森的《双螺旋》，还以为是侦探小说的杜德纳打开了这本书，没想到这本书改变了杜德纳的人生。

沃森的《双螺旋》是一部以个人名义写就的回忆录，记述了科学家们发现DNA分子结构的故事。这一发现及其随之引起的影响促使生物学界发生了一场革命，堪称20世纪科学界最为重大的事件之一。这本书给杜德纳印象深刻的另一个人物是生物学家罗莎琳德·富兰克林，杜德纳说：“我当时想到的是，一位女性可以成为一位伟大的科学家，读这本时，我第一次真正思考这个问题，这让我开阔了眼界，女性可以成为科学家。”

《双螺旋》的核心要义塑造了杜德纳的职业生涯：一个化学分子的外形和结构决定了其在生物学中所发挥的作用。对发掘生命根本性秘密颇感兴趣的人认为这一要义是一项惊人启示，化学——原子键如何创建分子——以这种方式，成了生物学。

杜德纳后来意识到，自己第一次看见床上的《双螺旋》时的判断没错，那是她所喜爱的侦探故事之一，“我一直喜爱解谜故事，也许这解释了对我而言科学为何魅力难挡。对科学入迷是人类在试图理解我们已知的最古老的秘密，自然世界的起源与作用，以及我们人类在自然界中的位置。”

上大学后自我怀疑

甚至想转学法语专业

《双螺旋》让六年级的杜德纳意识到，发现万物最为根本，最为内在的作用方式和原因并非遥不可及。生命由分子构成，此类分子的化学成分和结构决定了生命行为，“科学可以如同破解一个引人入胜的迷题，你在这里找到些许线索，在那里发现蛛丝马迹，成功之后你会激动不已。”

在高中，杜德纳曾获得一次机会，开展与DNA相关的生物实验，其中包括破碎鲑鱼精细胞并用玻璃棒搅拌，杜德纳受到两人的鼓舞，一位是她的化学老师，一位是为他们做过讲座解释细胞癌变的生物学原因的女士，“我深受鼓舞，更加坚信女性也可以成为科学家。”

杜德纳下定决心要在大学报考化学专业，但是遭遇了重重阻力，她的指导老师说不行，女孩儿不适合搞科研，他甚至劝阻杜德纳不要参加美国大学理事会的化学科目考试，“你真的知道那是什么考试吗？你真的知道考试是为了什么吗？”

杜德纳回忆说这段经历令她深感受伤，也让她下定决心，“我要搞科研，我要证明给你看，我如果想搞科研，就一定要做到。”她申请到加州波莫纳学院就读，最终被录取。

17岁的杜德纳上大学后并不顺利，她想念家乡，甚至开始怀疑自己能否学好化学，在普通化学课上，班上有200名学生，其中大多数在大学先修课程化学考试中取得了5分的满分成绩，面对这些“学霸”，杜德纳说她怀疑自己是否有些好高骛远，给自己设定了无法实现的目标。她为此甚至考虑过更改专业，去学习法语，法语老师的建议是坚持学下去，“她说如果你的专业是化学，你将能够做各种各样的事情，如果你选择法语专业，你仅能成为一名法语老师。”

杜德纳逐渐适应了大学生活，在大三结束后，生物化学教授莎伦·帕纳申科是杜德纳的导师，杜德纳于是在老师的实验室得到了一份暑期工作，帕纳申科当时正在研究一个课题，即土壤中某些细菌如何沟通，进而在缺乏营养的情况下彼此结合，这些细菌会形成一个菌群，数百万细菌会通过发送化学信号，确定如何聚合，帕纳申科将杜德纳招入，帮助自己弄清此类化学信号的作用，“我必须提醒你，在我的实验室里，一名技术员已经对这些细菌进行了6个月的研究，他目前还未成功。”杜德纳并未选择在培养皿中培养细菌，而是使用大型烤盘。一天晚上，杜德纳将盛有细菌的烤盘放入恒温箱。“第二天，我进入实验室，揭开烤盘上的锡纸，眼前的一幕令我震惊，我看到了美丽绝伦的结构，它们看起来像小足球，那是一个令人难以置信的时刻，我因此认为我能搞科研。”

实验室获得的具有说服力的结果，帮助帕纳申科在《细菌学杂志》上发表了一篇研究论文，在论文中，帕纳申科向“提供基础观察，从而为本项目做出重大贡献”的四名实验室助手致谢，杜德纳便是其中之一，这是杜德纳的名字首次出现在科学期刊上。

从科研新星到获得诺奖

研究生阶段，杜德纳在父亲的鼓励下申请了哈佛大学，得以进入更多顶尖实验室学习工作，并取得博士学位。

到1988年，年仅23岁的杜德纳凭一篇关于RNA领域的论文，成了科学界冉冉升起的明星。

虽然当时RNA研究是生物学中近乎无人问津的领域，但是在未来20年，人类对小段RNA作用原理的理解将越发重要，它对基因编辑领域和抗击冠状病毒都举足轻重。

后来，杜德纳来到耶鲁大学担任教授，在这里她迎来了自己人生中第一个重大发现。她和团队成功确定了自我剪接的RNA分子中每一个原子的位置，这项成果，是人类把关于RNA的基础科学转变为基因编辑工具的起点。

杜德纳的这个重大科学突破与她父亲去世几乎是同期而至。1995年秋，杜德纳的父亲马丁确诊为黑色素瘤，生命还有三个月的时间，在那年秋天的剩余时间，杜德纳一直乘飞机往返于纽黑文和希洛，单程用时超过12个小时，她花了大量时间在病床边陪伴父亲，每天还要花数小时与合作伙伴通电话，收发邮件和传真。马丁对女儿的研究有着浓厚兴趣，在病痛缓和的间隙，他会让女儿给他解释最新收到的图像，“父亲的做法使我想起在我小时候，他就对科学充满好奇，我也因他而同样拥有这份好奇心。”几个月后，父亲去世，杜德纳说：“父亲去世后，我才意识到，他对我作出成为科学家的决定产生了多么重要的影响。”父亲赐予杜德纳的多种天赋包括热爱人类，以及理解人类如何与科学彼此相连，当科学研究面临的不仅是电子密度图，还关乎道德选择时，父亲的馈赠变得越发可贵，“我认为，父亲也会对学习CRISPR充满兴趣，他是一位人文主义者，是一位人文教授，同时热爱科学，在谈论CRISPR对我们社会的影响时，我的脑海中回响着我父亲的声音。”

杜德纳进入基因编辑领域时已功成名就，在RNA结构研究这个科学领域扬名立万：她获得了1996年的贝克汉姆青年研究者奖、艾伦·沃特曼奖、生物化学的礼来公司奖……除此之外，她还于2002年当选为美国国家科学院院士，2003年当选为美国艺术与科学学院院士。

2009年，杜德纳转向CRISPR基因编辑方法的研究，2011年，同样在研究CRISPR的法国生物学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷遇到了研究瓶颈，她感到自己需要一名生物化学家的帮助，于是两人一拍即合。

2012年，她们的研究成果——CRISPR-Cas9的基因组编辑方法——发表在《科学》杂志上，后来这项成果为她们赢来了诺贝尔奖。

2020年，珍妮弗·杜德纳和埃玛纽埃勒·沙尔庞捷共同获得了诺贝尔化学奖，因为她们提出一种被称为CRISPR-Cas9的基因组编辑方法，这是继DNA双螺旋结构后最为重要的发现。

杜德纳是艾萨克森的第一个女性主角

《解码者：珍妮弗·杜德纳，基因编辑的历史与未来》这本传记的作者沃尔特·艾萨克森是一位“天才传记作家”，他是乔布斯生前指定的传记作者。沃尔特·艾萨克森毕业于哈佛、又在牛津深造，做过《时代周刊》主编，曾任CNN董事长兼CEO，著有《列奥纳多·达·芬奇传》《爱因斯坦传》《富兰克林传》《基辛格传》……主人公都是各个领域的大神，而珍妮弗·杜德纳是他的第一个女性主角。

在艾萨克森选择为其作传的人物中，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。艾萨克森眼中，杜德纳像乔布斯、达·芬奇一样，她的成绩也表明，创新的关键在于，把对基础科学的好奇心与发明创新的实际工作联系起来，制造出可应用于生活的工具，把实验台上的发现变为日常生活中的发明。

珍妮弗·杜德纳和埃玛纽埃勒·沙尔庞捷共同获得2020年诺贝尔化学奖，是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。截至2019年，诺贝尔各奖项共颁发935次，仅51位女性获奖，占比不足4%。

全球范围内，直到近些年女性才逐渐获得与男性平等的受教育权利。而在受男性主导影响较大的政治、医药和科研等领域，往往对女性抱有根深蒂固的偏见，这让不少女性科研者的成就被埋没。即使不少女性已经在该领域做出了卓越贡献，因性别产生的“另眼相看”，却使得她们需要付出更多的努力，才能获得与男性同行同等的进取机会。

在获得诺奖后，很多记者的关注重点是她的获奖如何体现女性所取得的突破，杜德纳笑着说：“我为自己是一名女性而感到骄傲，我此次能获奖意义重大，对于更为年轻的女性尤为如此。许多女性会感觉，不论她们从事什么工作，如果自己是男性，自己的工作将得到更多认可。我希望看到这一情况发生改变，这是朝着正确方向前进的一步。”

我们必须谨慎前行

尊重我们所获得的力量

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如今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。《解码者：珍妮弗·杜德纳，基因编辑的历史与未来》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。

CRISPR-Cas9技术的发现也引发了许多人的忧虑，当人类拥有了轻易改造整个种群的基因的能力，控制这种能力就成为一件至关重要的事。

人类应该编辑自身基因，以降低感染致命病毒的风险吗？应该使用基因编辑技术，消灭诸如亨廷顿病、镰状细胞贫血、囊性纤维变性等可怕疾病吗？失聪和失明呢？身材矮小呢？抑郁症呢？往后数十年，在保障安全、条件允许的情况下，人类应同意让父母提高孩子的智商、增强孩子的肌肉吗？我们应该让父母决定孩子眼睛和皮肤的颜色及身高吗？

编辑自身基因可能会对社会多元化产生何种影响？在天资方面，如果不再听天由命，人类的共情与认可等的感受是否会弱化？如果在需付费的基因超市出售此类能力，是否将极大加剧不平等，甚至使这种不平等永远与人类相伴相生？这并不意味着基因编辑本质上是一件坏事，但是不能让基因编辑成为自由市场的一部分。

杜德纳相信，CRISPR最终带来的益处必将大于风险。“科学不会倒退，我们不能抛弃已经学会的知识。因此，我们需要找到一条稳健的前进道路。在此之前，我们从未遇到当前面临的类似情况。我们现在拥有控制我们遗传基因未来的力量。这一力量既令人肃然起敬，又让人感到害怕。因此，我们必须谨慎前行，尊重我们所获得的力量。”

供图/中信

标签： CRISPR

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