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上帝的手术刀(基因编辑简史)/生命科学书系

  • 定价: ¥59.9
  • ISBN:9787213079757
  • 开 本:16开 平装
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  • 折扣:
  • 出版社:浙江人民
  • 页数:240页
  • 作者:王立铭
  • 立即节省:
  • 2017-05-01 第1版
  • 2017-05-01 第1次印刷
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导语

  

    这本由王立铭著的《上帝的手术刀(基因编辑简史)/生命科学书系》从孟德尔神父的“豌豆试验”入手,用跌宕起伏、起承转合的文学讲述手法,在全书中埋下层层伏笔,抖出了一个又一个的重磅包袱,宛如一位智者在科学之树下摇着扇子对基因编辑的历史脉络娓娓道来。其内容之深入浅出、讲述手法之驾轻就熟,令人手不释卷。
    一本细致讲解生物学热门进展的科普力作,一本解读人类未来发展趋势的精妙“小说”。
    打开基因科学深奥的硬壳,展现人类探索自身的的历史进程,从分子层面出发,重新思考人类的过去、现在和未来。

内容提要

  

    《上帝的手术刀(基因编辑简史)/生命科学书系》作者王立铭在书中回顾了100年来科学家如何孜孜以求遗传秘密的故事,介绍了目前主流的基因编辑技术的发展历史,展望了这一技术的前景,以及在伦理和道德上的思考。

媒体推荐

    人类历史上最伟大、最美妙的故事是科学讲出来的,科学的故事,其宏伟壮丽、曲折深幽、惊悚诡异、恐怖神秘,甚至多愁善感,都远超出文学的故事。这本书正是讲述了这样的故事,它打开了基因科学深奥的硬壳,用清晰生动的文笔,把人类认识生命奥秘的伟大历程生动地展现出来。让我们经历了一次曲折而震撼的发现之旅,让我们从分子的层面重新认识生命的过去、现在和未来。
    ——刘慈欣  2015年雨果奖得主,《三体》作者
    不断需要向领域外的人解释基因编辑技术,因为困惑于如何脱离开晦涩的专业术语、在短时间内传道解惑,所以自私地期待有懂行的科学家愿意跳出来布道。惊喜地拿到王立铭的书稿,作者果然是难得的会用“人话”讲故事的高手。作为本领域的从业者,我可以津津有味地通读下来,相信生命科学领域的专业人士和非专业的普通读者,都可以通过这本趣味十足、深入浅出的好书,全面了解基因编辑领域甚至整个分子生物学科学史。
    ——魏文胜  北京大学教授,基因编辑专家
    科学认识世界,技术改变世界。科技工作者正如普罗米修斯盗取天火一般,孜孜不倦地为人类争取对命运认知和选择的权利。今日大家习以为常的种种物事,无不凝聚着一代代科技工作者的奋斗,也正是我们的璀璨文明存在的根据。然而,也许正是因为容人慵懒的便利和信息的爆炸,科技普及,让前沿科学走入公众视野从而被正确感知和支持也越来越困难。生命的复杂性又使得生命领域的科普尤为不易。基因,这一耳熟能详的词汇,恰恰又最常被误读和误解。我们常有“造谣一张嘴,辟谣跑断腿”的无奈,更有生命因受误导而无谓牺牲之后的叹院。而立铭的新书,再次巧妙地向我们展示了科技普及的精要:科普并不仅仅要用“信、达、俗”的语句传播知识,更是要用追求真知的科学精神、精益求精的技术态度和造福社会的人文关『不来感染每一名读者,让他们能够一起成为“天火”的人间使者。让我们一起阅读本书,去沉浸在从基因的发现到应用这段理想与现实冲突,机遇与实力交织的历史;让我们站在一个新的角度,一起去看未来。
    ——李英睿  碳云智能首席科学家
    作为生物科研工作者,基因对我而言,就像生活中的阳光和水一样熟悉。但读完这本书,我有了一种全新的感觉。立铭是一位优秀科学家,也是一位很会讲故事(八卦)的人。相信很多人读完以后,都会像我一样,为漫漫历史长河中,科学研究带来的那种磅礴的气势和能量所倾倒。
    ——菠萝  癌症科研专家,科普达人,《癌症-真相》作者
    这是一本严谨的科普作品,但我看的时候总有一种读修真小说的感觉。它真实记录了在基因编辑领域,人类是如何一步步突破障碍,参晤大道,由凡人向神灵转变的。
    ——烧伤超人阿宝  微博名人,科普人士,《八卦医学史》作者

作者简介

    王立铭,浙江大学生命科学研究院教授,神经生物学家。本科毕业于北京大学,在美国加州理工学院获得博士学位。曾在美国加州大学伯克利分校和波士顿咨询公司工作。入选国家“青年****”和浙江省“****”。因科学、科普和科幻活动的部分成果,先后获得“求是杰出青年学者奖”“菠萝化学奖”“顾孝诚讲座奖”“文津图书奖”“全球华语科幻星云奖”“吴大猷科普著作奖金奖”等。著有大众科学读物《吃货的生物学修养:脂肪、糖和代谢病的科学传奇》《上帝的手术刀:基因编辑简史》《生命是什么》,主讲大众科学音频节目《王立铭·生命科学50讲》《给孩子的万物启蒙课》。

目录

赞誉
推荐序一  科学的故事之旅
推荐序二  好科普如清泉
前言  基因编辑:连接历史和未来
第1章  基因的秘密
  达尔文的麻烦
  种豌豆的神父
  围猎遗传因子
  双螺旋
  中心法则
第2章  给基因动手术
  让人生病的基因
  基因入药
  成也病毒,败也病毒
  绝望后的希望
第3章  黄金手指
  “缺啥补啥”遇到的新问题
  里德先生的烦恼
  基因组手术三件套
  20年的独角戏
第4章  编程时代
  开源破牢笼
  “神话”蛋白
  颠覆和被颠覆
  超轻量级选手
  看不见硝烟的战场
第5章  未来,未来的未来
  意想不到的突破
  基因编辑进化论
  未来的未来
  未雨绸缪:伦理还是监管
后记
参考文献
图片来源

前言

  

    科学的故事之旅
    2016年雨果奖得主,《北京折叠》作者  郝景芳
    立铭的书稿给我寄来一段时间我才开始读。忙碌的生活头绪众多,不大有时间阅读科普著作。但是当我开始阅读的时候,我就有一种放不下的感觉。原因无他,立铭是把科学之旅写成了一本小说。
    这本“小说”的起承转合是这么跌宕起伏,中间的一些段落就像电影中故意设置的高潮低谷——基因修复手术成功的普天同庆和后来两起事故的巨大悲剧,一起一伏,令人错愕深思。这样的书写一方面是增加阅读的趣味,另一方面是让人忍不住思索:如果有强烈的副作用,一项好的科学尝试还应该进行下去吗?如果有风险,谁来承担风险的后果?好的科普著作最重要的一点特征就是引起思索。一本书有没有给读者留下问题,比它有没有给读者留下知识更重要。立铭的书无疑做到了这点。在他的故事中,我们看到了生命科学艰难的前路探索,有突破和狂喜,也有犹疑和后撤。在这个过程中,人类始终带着对生命的问题前行。
    这本“小说”也非常善于埋伏笔和抖包袱。先是留一个巨大的难题:基因修复如此之困难,什么样的设备能做到?然后让神秘武器登场——神奇的“黄金手指”锌手指蛋白。先将神秘武器的作用讲得洋洋洒洒,此时话锋一转开始讲30年前的故事。任何读者此时都按捺不住想要急切往下翻。这是说书人最常使用的卖关子的好办法,立铭在科普著作中运用得驾轻就熟,让一本知识深奥的科学书呈现出大树下摇着扇子讲故事的悠悠然。
    这些特征注定了这本书是好看的。而其中涉及的前沿知识又注定了这本书是实用的。当前基因技术是这么火热,无论是什么样的科技新闻都能天天读到:人类即将攻克癌症了、人类即将长生不老了、人类即将用基因编辑技术改变智商了……所有这些绚烂得不可思议的设想,有哪些不切实际,又有哪些唾手可得?在一个公众号文章铺天盖地而又难以分辨真伪的时代,在一个信息如海洋但是伪劣信息鱼目混珠的时代,在一个张口唬人很容易知识变现的年代,能踏踏实实言简意赅地书写可靠的知识,已经不仅仅是实用,甚至可以说是良心。立铭的这本书是有良心的信息源,看过了这本书,可以省却大量阅读芜杂文章的时间。
    任何时候,接近知识源头的信息都是最宝贵的。一般的科学家很少会自己写科普,科普作者很少兼任科学家。立铭作为浙江大学的优秀青年学者,既是一线前沿的生物科学家,又是难得的亲历亲为的写作者。
    仅仅就这一点而言,他笔下的生物研究领域,就比道听途说的知识写作多了许多信度。而他能从局内人的角度,把生命科学研究领域内探索的曲折历程写清楚,无疑给了我们这些门外汉难得的一窥究竟的机会。
    在这个人类生命即将被改写的重大历史节点上,我想你不该错过这样一本书。

后记

  

    还记得小学三年级的时候老爸给我订了本《科幻世界》,于我而言,这本杂志就像是一扇通往新世界的大门。直到现在,我都还是铁杆科幻迷。长大以后以生物学研究为职业,就更加关注科幻世界是如何构思人类的未来。偏偏我很喜欢的两位本土科幻作家,老王(王晋康)和大刘(刘慈欣),也就这个话题创作过杰出的作品,像《豹人》《生命之歌》《天使时代》《魔鬼积木》……在科幻作家的想象空间里,人类终将会从自然选择那里拿回对自己身体的决定权,通过修改遗传信息,创造全新的人类命运。所有的伦理纠结,所有的血腥争斗,所有的愤怒和无奈,也都由此展开。
    在这里不妨贴一段来自大刘《天使时代》的文字:
    当分子生物学对生物大分子的操纵和解析技术达到一定高度时,这门学科就面对着它的终极目标:通过对基因的重新组合改变生物的性状,直到创造新生物。这时,这门科学将发生深刻变化,将由操纵巨量的分子变为操纵巨量的信息,这对于与数学仍有一定距离的传统分子生物学来说是极其困难的。直接操纵四种碱基来对基因进行编码,使其产生预期的生物体,就如同用0和1直接编程产生Windows XP一样不可想象。依塔最早敏锐地意识到这一点,他深刻地揭示出了基因工程和软件工程共同的本质,把基础已经相当雄厚的软件工程学应用到分子生物学中。他首先发明了用于基因编程的宏汇编语言,接着创造了面向过程的基因高级编程语言,被称为“生命BASIC”:当面向对象的基因高级语言“伊甸园++”出现时,人类真的拥有了一双上帝之手。
    老实说,人类对自身遗传信息的理解仍然还很肤浅,至于对遗传信息的精确编辑更是刚刚起步。像小说中这样利用程序创造基因、创造生命,当然还是遥不可及的幻想。但是看完这本书的你应该已经明了,利用生物学技术修改人类基因,已经不再仅仅是停留在科幻想象中的概念了。人类的基因编程时代,是正在向着我们扑面而来的未来。
    事实上,就在本书经历反复增删和修改的时间里,又有几条重磅新闻发布:
    2015年,中国科学家、中山大学教授黄军就发表论文,报道了利用CRISPR/cas9技术修改人类胚胎的首次尝试。在这项工作中,科学家们收集了体外受精过程中产生的废弃胚胎,修改了与地中海贫血症相关的人类HBB基因。此事引发的伦理和科学讨论尚未降温,2016年初,英国科学家凯西·尼亚肯(Kathy Niakan)也向该国监管机构提出申请,希望利用类似技术修改人类胚胎的Oct4基因。而到了2016年中,广州医科大学范勇实验室又一次报道了修改人类胚胎中CCR5基因的工作——这项工作的目标,就像本书反复讨论过的那样,正是探索是否可以“制造”先天就对艾滋病毒免疫的人类宝宝。也就是说,尽管基因编辑技术距离应用仍很遥远,但在科学世界里,利用这项技术改造人类,治疗遗传疾病、塑造更健康的个体,已经是不言而喻的“下一步”。 而到了2017年初,美国国家科学院更是发布了《人类基因组编辑:科学、伦理和管理》的重磅报告,首度对基因编辑人类松口。科学家和管理者们建议,在“严格的监管和风险评估下”,基因编辑技术可以用来改造人类的生殖细胞和胚胎!尽管在报告中,这项技术的使用范围仍然被小心局限在治疗先天遗传疾病,而不是用于改变身高、智商、相貌等属性。这项报告当然也措辞强硬地指出,这项技术的应用需要接受严格监管,需要保障受试者的知情权和个人隐私,需要审慎对待公众建议、反复评估社会风险。但是这份报告的出炉,仍然标志着基因编程时代的大幕终于拉开了。 看完本书的读者们,相信这一点早在你们意料之中。毕竟,拥有更健康的身体,更美好的生活,是我们每个人与生俱来的本能和期望。当一项技术被反复证明安全无害,又切切实实可以改善我们的生活时,期待它走进千家万户就仅仅是个时间问题。 实际上,人类医学的所有成就,又有哪一项不是这样顶着来自经验、社会规范和伦理的巨大挑战走过来的呢?从外科手术、无菌处理到药物开发,我们早就在用经验和智慧让人体远离自然界无处不在的威胁和伤害。从人工避孕、试管婴儿到遗传疾病的孕期筛查,我们更是已经在操控人类自身的繁衍。那么,修改人类胚胎的遗传信息,让孩子们从出生的那一刻起就远离某些病痛的折磨,甚至让他们从出生起就更聪明、更美丽、更健壮,也同样是许许多多人类个体的本能期待吧? 技术也许是中性的,但是技术的应用却可能创造一个魔鬼出没的世界。面对基因编辑技术的强大力量,人们的深切担忧不是没有道理的:匆忙使用这项技术,会不会制造出大量的怪胎和残疾婴儿?这项技术的应用会不会破坏人类基因的多样性,让人类彻底失去应对未来环境变化的生物学基础?这项技术会不会侵犯尚未出生的婴儿的选择权?基因编辑一旦商品化,穷人和富人的鸿沟会不会从此被固化在遗传物质中,再也无法弥合? 这些问题理所当然需要得到我们的关注和思考。毕竟,我们已经站在区隔历史和科幻的门槛上。 亲爱的读者们,你们也可以问问自己,人类想要一个什么样的未来? 你们看到的这本书起意于2015年初,当时中国科学家首次编辑人类胚胎的新闻引发了巨大的争议,我因此想要写点东西,讲讲这项技术的前世今生。文章在我的微信公众号上连载,说实话,内容写得有点晦涩,多亏了许多热心读者的支持才没有虎头蛇尾。这次编辑成书,篇幅又扩展了一倍。我的小小野心是,希望借这个话题,把人类究竟是如何理解自身,如何利用这些信息尝试改造自身的讲清楚。这是一个关乎历史和现在,并连接未来的大话题,我时常会担忧,自己的文字实在配不上这样的野心。 谢谢湛庐文化的简学老师和郝莹编辑,谢谢本书的美编李新泉,是你们的工作把粗糙的文字变成成型的作品,又把作品带给更多的读者。谢谢亲爱的妻子、爸爸妈妈,以及两个女儿。你们的爱让我始终有动力做更好的自己。每次写字写到疲惫无力的时候,查资料查到眼睛昏花的时候,想到你们对我的爱,我就会重新充满热情。

精彩页(或试读片断)

  

    达尔文的麻烦
    “遗传”,听起来是个人人都能理解的科学名词。中国人说“种瓜得瓜,种豆得豆”“老鼠的儿子会打洞”,英美人说“like  fatherlike  son'’(有其父必有其子)。这些俗语里反映的生物代际之间的相似性,就是遗传。其实从这几句俗语就能看出来,先人们大概早就发现,不管是动物还是植物,不管是生物的外形、行为,还是性格,这些性状都能在一代代的繁衍中顽强地延续和保留下来。
    实际上,早在人类文明开始之前,人类就已经充分——尽管也许是下意识——观察到了遗传现象的存在,甚至已经开始利用遗传规律改善自己的生活了。
    现代人类的祖先可以追本溯源到数百万年前的非洲大陆。2015年,古生物学家在东非埃塞俄比亚发现的下颌骨化石,将人属生物出现的时间又一次大大前推至距今280万年前。在200多万年的无尽岁月里,先祖们在非洲大陆上采集植物果实、捕获动物,过着靠天吃饭、随遇而安的日子。人类文明的曙光出现在距今十几二十万年前。那时,现代人的直系祖先——人属智人种——出现在非洲大陆,并且很快一批批地走出非洲,在全世界的各个大陆和主要岛屿上开枝散叶,也把采集和狩猎的固有天性带到了世界各地。在那个时候,还压根看不出’。我们这些身材矮小、面相平凡的先祖会在日后成为整个地球的主宰。
    然而,就像突然拥有了某种未知的魔力一般,差不多从10  000年前开始,在世界各地快乐采集和狩猎的智人先祖们,几乎在一眨眼问就改变了赖以生存的生活方式。这些变化开启了农业时代,也最终催生了今天建立在发电机、汽车、互联网和生物技术基础上的全新人类社会。而这一切变化的开端,就是祖先们对于遗传规律的利用。
    在贾雷德·戴蒙德(Jared  Diamond)的名著《枪炮、病菌与钢铁》中对此有着生动详尽的讨论。就在人类先祖走出非洲的必经之路上,地中海东岸生长着繁茂的野生小麦,它们的种子富含蛋白质和淀粉。因此我们不难想象,当生活在中东新月沃地的人类先祖们在偶然问发现这种植物后,一定会如获至宝地将它们作为日常采集和储藏的对象。对于先祖们来说,这和他们数百万年来在非洲大陆进行的日常采集工作并无分别。
    但是如果先祖们想要把这些野生小麦挖出来,栽培在自己村庄的周围,为他们提供稳定的食物来源,就会遇到一些棘手的问题。野生小麦的麦穗会在成熟后自动从麦秆上脱落,将种子尽力播撒到周围的泥土里。这是这些禾本科植物赖以生存繁衍的性状之一,但这也使得人类先祖想要大规模收获小麦种子变得非常困难。毕竟,总不能一天到晚盯着快要成熟的麦穗,在它们刚要成熟尚未脱落的短暂时间窗口里眼疾手快地收割吧?
    后来,在某个不知名的具体年代,生活在中东地区的远古居民们无意间发现了一些偶然出现的遗传变异小麦。这些小麦的麦穗即便成熟以后,也不会自动脱落。我们可以很容易想象,如果这些变异小麦出现在野外,将注定只有死路一条。因为它们完全无法通过脱落的麦穗散播自己的后代。但这些变异植株对于我们的先祖们来说却无比珍贵,因为这样的遗传突变小麦会大大方便他们在固定时间大批收割麦穗、储存麦粒(见图1—1)!
    更要紧的是,先祖们一定也在无意间发现了遗传的秘密——种瓜得瓜,种豆得豆,因此这些仿佛是上天赐予般的神奇的小麦种子,也将会顽强地保留这种对人类先祖而言——而不是对小麦自身,极其有利的性状。所以我们可以想象,先祖们可能会将这些奇怪的植物小心移植到村庄周围,用心呵护,直到收获第一批成熟的种子。这些种子将成为下一年扩大种植的基础。就这样,伴随着一代代人类先祖们的细心发现、栽培和收获,符合人类需要的优良性状被保留了下来,一直保留到今天。
    这些无意间发现的遗传突变小麦,可能标志着人类农业社会的开端。
    P2-4

 
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