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郑渝川网易博客 备份博客

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一本书读懂基因的来龙去脉  

2018-01-19 08:58:32|  分类: 书评 |  标签: |举报 |字号 订阅

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书名:基因传
豆瓣评分:8.8分(1345人评价)
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来自豆瓣读书资源

                    一本书读懂基因的来龙去脉

                           /郑渝川

所评图书:

书名:《基因传:众生之源》

作者:(美)悉达多·穆克吉

译者:马向涛

出版社:中信出版集团

出版日期:20181

 

19449月,第二次世界大战进入了最为残酷的阶段。从诺曼底登陆的盟军,正在法国东部和德国西部与纳粹军队展开拉锯战。而正处于德国占领区的荷兰,则被封锁了水陆交通,在长达近一年的时间里,荷兰平民忍受着绝望、寒冷和饥饿,几乎把郁金香球茎都给吃完了。那段历史被称为“冬日饥荒”。

“冬日饥荒”持续到了1945年后期。荷兰有几百万人经历了一场自然实验:他们(她们)虽然得以幸存,却表现出抑郁、焦虑、心脏病、牙龈病、骨质疏松症等疾病。20世纪80年代,科学家发现,当年在“冬日饥荒”期间怀孕的荷兰女性,她们的孩子长大成人后具有较高的肥胖症与心脏病发病率。这一影响还扩散到“冬日饥荒”幸存者的孙辈。科学家意识到,一场饥荒会对经历浩劫的幸存者基因产生突变影响,在基因组中留了烙印,至少会延续两代人。

这项发现至关重要,一旦成立就会挑战达尔文进化论的本质特征(达尔文的理论认为,基因无法以某种永久性的可遗传方式来记住经历)。在那之后,经过通力协作,科学家群体证明,基因沉默与活化是切实可行的基因调控方法,会导致基因留下永久的化学印记,即根据细胞或环境的信息做出添加、消除、放大、缩小、打开或关闭等应答。一个有趣的实验记录了双胞胎因成长环境不同,使得体内的基因“关闭”或“启动”,从而对于随机事件、乐曲旋律、街头美味食品的反应千差万别。

基因科学是20世纪后期以来,最为热门、商业应用前景最为广阔、研究潜力最具不确定性的科学学科。基因科学与神经科学、人工智能、机器智能等学科、应用方向的结合,也最具活力,昭示着未来的科学和产业方向。比尔·盖茨认为,“原子”的发现为人类带来了物理学革命,“字节”则引发了互联网革命,“基因”正在驱动生物学革命,将帮助人们破解生命奥秘,更好的解释疾病、行为、性格等概念。

我们现在看到的这本《基因传:众生之源》,出自美国著名的肿瘤专家、科普作家、斯坦福大学和哈佛大学医学博士悉达多·穆克吉。悉达多·穆克吉2010年曾出版《众病之王:癌症传》,并因此荣获次年的普利策文学奖。2016年,《基因传:众生之源》英文版出版,被美国多家主流媒体评为年度好书,也被科学界、教育界认为是高水平的科普通识读物。这本书中文版近日由中信出版集团引进出版,相当完整地阐述了基因理论与相关医学、科学应用的起源、发展和未来,记述了这一过程中作出了杰出贡献的科学家攻坚破难的故事。全书非常深入的探析了从达尔文提出进化论思想以来,有关遗传、基因的科学研究,与制度、文化、伦理、道德所发生的激烈冲撞。

全书分为六大部分。第一部分介绍了19世纪后期至20世纪30年代遗传科学的发展过程。达尔文、拉马克都试图提出与进化论相匹配的遗传理论,但解决这项难题的时间被大大拖后,直到天才般的园艺师、懂得给植物育种和给种子性状分离的孟德尔出现。遗传理论、遗传法则的提出,加速了生物科学研究,但也为社会达尔文主义、优生学的大行其道提供了工具。20世纪2030年代,美国和欧洲大陆的许多国家,都曾将贫民、精神疾病患者、智力障碍者等群体列为强制绝育对象,以科学的名义阻断所谓的劣质基因,而这样的错误观念发展到极致,就是纳粹德国所推行的种族灭绝。

书中第二部分介绍了20世纪20-60年代,因DNA机制的发展,基因的调控、复制与重组被纳入到科学研究的视野以内。美国哥伦比亚大学的动物学教授托马斯·摩尔根进行的果蝇实验,记录了果蝇的代际变化,并因此部分的修正了孟德尔定律。之后,英国细菌学家弗雷德里克·格里菲斯在研究肺炎链球菌时,发现了细菌基因的转化现象。

DNA携带遗传信息,通过DNA研究发现遗传机制,这是这一阶段的最重大发现。书中分别记述了新西兰物理学家莫里斯·威尔金斯、英国生物学家罗莎琳德·富兰克林,以及日后被广泛的记述为DNA双螺旋发现者的詹姆斯·沃森等人在这项研究中所各自扮演的角色。生物科学家的研究进展一下子就推进到通过基因机制,来尝试解释生命起源的层次。

第三部分、第四部分涉及的时间跨度,分别为20世纪70年代至2001年,介绍了基因测序与基因克隆的进程,以及基因组时代的到来。剪切与粘贴DNA的切割酶和聚合酶,在1970年被发现,并经过了反复艰苦实验得以确认。这之后,基因克隆与基因测序更是更新了生物科学的内容体系,按照书作者的说法,实验生物学,可以比拟为“现代音乐”,而基因就是乐队指挥、首席乐器、总谱和副歌。

这一阶段也提出了新的优生学理论。不同于之前遭到滥用而成为种族灭绝工具的传统优生学(根据身体与精神特征来排序)。新的优生学理论强调基因的作用,并指出基因与环境的交互作用,以及概率、机遇等因素对于一个人成长发展的影响。20世纪80年代之后,科学家开始更加积极的应用等位基因的诊断试验,来筛查婴幼儿的早期疾病。世纪之交,包括中国在内,由英国、美国主导的多国参与的人类基因组计划的草案被公布,这标志着人类对于自我、生命起源、物种演化与基因变异、宇宙起源与地球起源等重要问题,有着更为深入的了解,并为基因科学之后掀起爆棚式发展搭建了平台。

书中第五部分、第六部分介绍了2001-2015年基因科学的发展情况,展望了这门科学的未来发展前景。书作者梳理了随着人类基因组计划的公布,演化生物学家、考古学家、历史学家通力合作,重新解释人类起源发展历程的相关探索。从上世纪末开始,基因诊断与治疗得以复兴,科学家不再像偏执的先辈的那样试图以各种方式消灭有害基因,而是通过科学疗法矫正存在基因的基因,当然这本身存在极大的技术和伦理风险。

 

 本文发表在《南方教育时报》1月19日

http://szjy.sznews.com/PC/content/201801/19/c286602.html


 

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