数字基因解密，基因剪刀将重写生命密码

《解码者：珍妮弗·杜德纳，基因编辑的历史与未来》，[美]沃尔特·艾萨克森 著，王宇涵 译，中信出版集团2022年8月版。

基因剪刀将生命科学带入了新境界

2020年10月9日凌晨2：53，杜德纳处于振动模式的手机嗡嗡作响。熟睡中的她因此醒来。当时，她独自一人，在帕洛阿尔托一家酒店的房间里。她当时之所以在帕洛阿尔托，是因为要参加一场关于衰老的生物学小型会议。这是自新冠病毒危机暴发7个月来，杜德纳亲自到现场参加的首个活动。来电人是《自然》杂志的一位记者。这位记者说：“非常抱歉这么晚打扰你。但是，我想知道，你对获得诺贝尔奖有何感想？”

杜德纳以略带愤怒的口吻问道：“谁赢了？”

记者说：“你还没收到消息？你和埃玛纽埃勒·沙尔庞捷赢得了诺贝尔奖！”

杜德纳看看自己的手机，看到一串未接电话，似乎是斯德哥尔摩的来电。她安静了片刻，定了定神，然后说：“我会给你回电。”

杜德纳和沙尔庞捷赢得了2020年诺贝尔化学奖。这似乎并不完全出人意料。但是，人们对两人的认可速度可谓史无前例。距离两人获得关于CRISPR的发现仅有8年时间。一天前，罗杰·彭罗斯爵士（Sir Roger Penrose）因自己50余年前所获关于黑洞的发现，与另两名物理学家共同荣获诺贝尔物理学奖。2020年诺贝尔化学奖具有历史意义也合情合理。该奖项不仅仅是对一项成就的认可，似乎也预示着一个新时代的来临。瑞典皇家科学院院长在宣布获奖者时说：“今年的诺贝尔化学奖与重写生命密码有关，这些基因剪刀将生命科学带入了新时代。”

另一个值得注意的点是，通常情况下，获奖者为三人，而此次只有两人。鉴于当前就谁先发现CRISPR基因编辑工具的专利之争，第三人本应为张锋。如此一来，在同一时期获得类似发现的乔治·丘奇便与诺贝尔奖擦肩而过。除此之外，还有许多杰出候选人，包括弗朗西斯科·莫伊卡、鲁道夫·巴兰古、菲利普·霍瓦特、埃里克·松特海姆、卢西亚诺·马拉菲尼及维吉尼亚斯·斯克斯尼斯。

张锋和帕特里克·许。《解码者：珍妮弗·杜德纳，基因编辑的历史与未来》内页插图。

两名女性获得了2020年的诺贝尔化学奖，这也具有重要的历史意义。人们仿佛可以感觉到，罗莎琳德·富兰克林的亡魂紧绷的面庞露出了微笑。虽然罗莎琳德制成了图像，帮助詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克发现了DNA结构，但是她却成为早期历史中无足轻重的人物。沃森和克里克尚未获得1962年诺贝尔奖时，罗莎琳德便与世长辞。即使罗莎琳德当时没有去世，她取代莫里斯·威尔金斯成为当年获得诺贝尔生理学或医学奖第三人的可能性也微乎其微。1911年，玛丽·居里成为首位获得诺贝尔化学奖的女科学家。直到2020年，在累计184位诺贝尔化学奖获得者中，仅有5位女性。

杜德纳回拨了自己语音信箱中来自斯德哥尔摩的号码，听到了电话答录机的回复。几分钟后，杜德纳成功接通电话，正式收到自己获奖的消息。然后在接完几通马丁·吉尼克和《自然》杂志坚持不懈的记者等人的来电后，杜德纳立刻打包衣物，上了车，驱车一小时赶回伯克利。在途中，杜德纳和杰米通了电话。杰米说，伯克利的一支沟通团队已在室外设置场地，等待杜德纳的到来。凌晨4：30，杜德纳到家，通过短信告诉街坊邻居，自己对晚上的喧闹和闪光灯造成的影响表示歉意。

几分钟后，杜德纳得以利用喝咖啡的时间，与杰米和安迪庆祝自己获奖。随后，她在自家门外向摄像团队发表了一些感想，接着便前往伯克利，参加一场仓促召开的线上全球新闻发布会。在途中，杜德纳与同事吉莉安·班菲尔德通了电话。班菲尔德曾于2006年出人意料地打电话给杜德纳，请她在校园内的言论自由运动咖啡馆与自己见面，讨论自己在细菌DNA中不断发现的一些成簇重复序列。在电话中，杜德纳告诉班菲尔德：“能有你这样的朋友和合作伙伴，我心怀感激。一路走来，乐趣无穷。”

诺贝尔奖结果刚刚宣布，杜德纳与安迪和杰米在厨房共同庆祝。《解码者：珍妮弗·杜德纳，基因编辑的历史与未来》内页插图。

有许多人告诉我，女孩子不能学习化学

或女孩子不能从事科学研究

在新闻发布会上，许多问题的重点是，杜德纳此次获奖如何体现女性所取得的突破。杜德纳开怀大笑，说道：“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。对许多女性而言，她们会感觉，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。”接着，杜德纳想起了自己在学校学习的时光。她说：“有许多人告诉我，女孩子不能学习化学或女孩子不能从事科学研究。幸运的是，我对这些话充耳不闻。”

在杜德纳回答问题之际，沙尔庞捷正在柏林举办自己的新闻发布会。此时是当地下午3点左右。数小时前，就在沙尔庞捷刚刚收到斯德哥尔摩官方来电后，我就与她取得了联系。沙尔庞捷一反常态，心情激动。她告诉我：“以前就有人告诉我，有朝一日，我可能会获奖。但是，接到获奖电话后，我还是深受触动，激动不已。”沙尔庞捷说，此次获奖使自己想起了童年时光。当时，她在巴黎步行途经巴斯德研究院，自此便下定决心，有朝一日要成为一名科学家。但是，在自己的新闻发布会上，沙尔庞捷用自己的蒙娜丽莎式微笑完美隐藏了情绪。她拿着一杯白葡萄酒，进入自己研究所的大厅，在一尊马克斯·普朗克的半身像旁摆好造型，接着以既轻松惬意又热情认真的方式，回答现场提问。与在伯克利的情况一样，大多数对沙尔庞捷的问题聚焦于该奖项对女性的意义。沙尔庞捷说：“今天，珍妮弗和我获得了诺贝尔化学奖。这可以为年轻女孩们发送一条强有力的信息，向她们表明，女性也能获得科学奖项。”

当天下午，两人的竞争对手埃里克·兰德尔在布洛德研究所发送了一条推文：“热烈祝贺沙尔庞捷和杜德纳博士，凭借对神奇的CRISPR科学所做贡献，荣获@诺贝尔奖！看到无尽的科学前沿进一步扩展，为患者带来重大影响，令人倍感兴奋。”在公共场合，杜德纳优雅地对这条推文予以回应。“对埃里克·兰德尔的认可，我深表谢意。能收到他对我们的祝贺，我感到荣幸。”私下里，杜德纳怀疑，兰德尔是否按照律师的做法，使用“贡献”一词，以不易觉察的方式最大限度地表达了其对两人获诺贝尔奖认可的发现的轻视。最引我注意的是兰德尔就未来“为患者带来重大影响”的表述。这使我产生憧憬，有朝一日，张锋和丘奇，也许还有刘如谦，将赢得诺贝尔生理学或医学奖，与杜德纳和沙尔庞捷所获得的诺贝尔化学奖交相辉映。

在自己的新闻发布会上，杜德纳提到，自己正“在大洋彼岸，向沙尔庞捷挥手”。但是，她迫切渴望与沙尔庞捷交谈。杜德纳在白天多次向沙尔庞捷发送短信，三次在沙尔庞捷的语音信箱留言。在一条短信中，杜德纳写道：“请一定一定打电话给我，我不会占用你太多时间。我只是想通过电话向你表示祝贺。”最终，沙尔庞捷予以回复：“我真的非常非常疲惫。但是我保证，我明天会打给你。”因此，第二天早上，两人最终通了电话，轻松悠闲地聊了聊。

新闻发布会结束后，杜德纳前往实验室大楼，参加香槟庆祝会及随后进行的Zoom线上庆祝会。在线上庆祝会上，一百余位朋友举起酒杯，向杜德纳敬酒祝贺。马克·扎克伯格和陈慧娴在线上参加庆祝会。两人的基金会为杜德纳的部分研究提供了资金支持。吉莉安·班菲尔德和伯克利各系主任及官员也在线上出席庆祝会。在杜德纳还是一名研究生时，哈佛大学教授杰克·绍斯塔克便引导她将研究重点转向RNA的神奇作用。2009年，杰克·绍斯塔克荣获诺贝尔生理学或医学奖（与两位女性共享殊荣）。当天的最佳祝酒也来自杰克·绍斯塔克。绍斯塔克坐在自己波士顿宅邸富丽堂皇的后院，举起一杯香槟，说：“唯一比自己赢得诺贝尔奖更棒的事，就是自己的一名学生同样赢得了诺贝尔奖。”

杜德纳和杰米做了西班牙煎蛋饼当晚餐。随后，杜德纳使用苹果手机的Face Time与自己的两个妹妹视频聊天。三人谈到了如果已故父母依然在世，会对此有何反应。杜德纳说：“我真的希望他们依然在世。妈妈会激动万分。爸爸会假装内心毫无波澜，但会确保自己理解了其中的科学原理，接着问我下一步打算怎么做。”

好奇心驱动的基础研究最终可以产出

具有实际价值的应用成果

CRISPR是科研人员于自然中发现的一套抗击病毒系统。在新冠肺炎大流行肆虐之际，诺贝尔奖委员会将荣誉给予了CRISPR，以此提醒我们，好奇心驱动的基础研究最终可以产出具有实际价值的应用成果。CRISPR和新冠肺炎推动我们加速进入生命科学时代。分子正成为新的微芯片。

在德克·霍克梅尔的注视下，费奥多·厄诺夫从伯克利消防部门的多莉·蒂奥手中接过首批检测样本。《解码者：珍妮弗·杜德纳，基因编辑的历史与未来》内页插图。

在新冠病毒危机形势最为严峻之际，杜德纳受《经济学人》之邀，以正在发生的社会巨变为题，撰写一篇文章。杜德纳写道：“与当今生活中的诸多方面一样，科学与科学实践似乎正经历着快速甚至永久性的变化。这将使现状得到改善。”她预测，公众将增进对生物学和科学方法的理解。官员会更加重视为基础科学提供资金的重要作用。科学家彼此合作、相互竞争、互相交流的方式也将不断改变。

在大流行出现之前，科研人员的沟通与合作受到束缚。大学创建了大型法务团队，专注于获取每一项新发现的所有权。不论新发现有多小，团队都绝不放松。同时，法务团队还谨防影响专利应用的信息共享。伯克利生物学家迈克尔·艾森说：“他们将科学家彼此进行的每项互动变成了知识产权交易。另一学术研究机构的同事向我发送或从我这里收到信息，均会涉及复杂的法律协议。而这些协议的作用并非推动科学发展，仅仅是保护大学，使大学能从尽职尽责的科学家所做研究可能产生的发明中获利。而彼此分享研究信息才是尽职尽责的具体做法。”

在击败新冠肺炎的竞赛中，此类规则不是推动竞赛发展的因素。相反，在杜德纳和张锋的引领下，大多数学术实验室表示，自己会把所获发现无偿提供给任何抗击病毒的人员使用。此举进一步加强了研究人员之间，甚至国与国之间的合作。杜德纳在湾区号召各实验室组建了联盟。如果他们不得不担心知识产权问题，该组织就不会在短时间内迅速成立。世界各地的科学家同样做出努力，推动建立开放的新冠病毒序列数据库。到2020年8月底，该数据库已经包含3.6万个条目。

新冠肺炎催生了紧迫感，动摇了学术期刊的守门人作用。诸如《科学》和《自然》等学术期刊价格昂贵，需同行评议，且因收取费用而难以获取。在新冠病毒危机形势最为严峻之际，研究人员无须耗费数月，等待编辑和评审人员决定是否同意刊登论文，便可在诸如《医学档案》（med Rxiv）和《生物学档案》（bio Rxiv）的预印本服务器上，每天发布100余篇论文。此类服务器免费开放，将所需评审流程最简化。通过这种方式，人们可以实时免费共享信息，甚至可以在社交媒体上仔细分析有关信息。尽管存在因传播未经充分审查的研究所带来的潜在风险，但是快速开放的信息传播产生了良好效果：以各项新发现为基础的发展进程速度加快，公众得以即时跟踪科学的发展情况。在一些关于新冠病毒的重要论文中，再印本服务器上的刊物使世界各地专家可以凝聚智慧，进行众包审查。

乔治·丘奇说，长期以来，自己一直在思考，是否会有一项生物事件能够发挥催化剂作用，推动科学进入我们的日常生活。丘奇说：“新冠肺炎就是此类生物事件。不知在何时，陨石撞击了地球，突然之间，哺乳动物成了世界的主宰。”有朝一日，我们大多数人都能在家中拥有检测设备，能使我们检测多种病毒和许多其他疾病。我们还会拥有可穿戴设备，设备上配有纳米孔和分子晶体管，可监测我们所有的生物功能。此类设备可以连接网络，进而能共享信息，创建一张全球生物气候图，实时显示生物威胁的扩散情况。这一切让生物学变成更为激动人心的研究领域。2020年8月，医学院产品的应用数量同比增长了17%。

学术界也将发生改变，不仅体现于在线课程数量的不断增加。大学不再是象牙塔，而将会参与解决现实世界的问题，既包括大规模的流行病，也涉及气候变化。此类项目将跨越学科，打破实验室之间的壁垒。

一直以来，实验室传统上是相互独立的封地，彼此坚定捍卫自己的自治权。而抗击新冠病毒需要开展跨学科合作。从这方面来看，这与为开发CRISPR所做努力大同小异，需要微生物猎手与遗传学专家、结构生物学专家、生物化学家和电脑极客合作。这也与创新企业的运营方式非常相似。在创新企业中，各单位会相互合作，完成特定项目或任务。我们所面对的科学威胁的本质将加快这一趋势，使不同实验室之间开展以项目为导向的合作。

科学的一个根本性方面将依然保持不变。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，不变的是跨越几代人的合作。沙尔庞捷说：“最终，能流传百世的是研究人员所获发现。在这个星球上，我们只是匆匆过客。我们完成自己的工作，然后便会离去，其他人则会接过我们的工作，继续将其完善。”

本文选自《解码者：珍妮弗·杜德纳，基因编辑的历史与未来》，较原文有删节修改。小标题为编者所加，非原文所有。已获得出版社授权刊发。

原作者/珍妮弗·杜德纳

摘编/何安安

编辑/张婷

导语校对/杨许丽