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生命密碼:你的第一本基因科普書 版權信息
- ISBN:9787508694078
- 條形碼:9787508694078 ; 978-7-5086-9407-8
- 裝幀:簡裝本
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
生命密碼:你的第一本基因科普書 本書特色
◎生命如此美妙,我們卻知之甚少。蕓蕓眾生蘊藏哪些造化之妙?基因組學、生命科學為何包含無窮魅力?
◎它有趣、有用,又有科學嚴謹的態度,用人人都看得懂的語言,輕松地解答那些古怪而讓人憂心的問題,讓基因不再是高深莫測的知識,讓生命科學真的流行起來。
◎這里有十萬個為什么,可又不只十萬個回答,用有理、有據的科學知識,糾正我們原本以為正確的常識。
◎將與我們息息相關的基因科學知識娓娓道來,艾滋病、癌癥、疫苗、生物合成、克隆人,夢想照進現實,基因科學是否能為我們帶來光明的未來?
生命密碼:你的第一本基因科普書 內容簡介
這本書分為四部分,讓大家從四個角度了解那些我們原本好奇卻難以查證的生命科學知識。
思考生命發生的演化:可重溫國寶熊貓“墮落”史,看看是什么基因作祟,讓兇猛的上古神獸“淪為”呆萌系的代表;也可踏上大腦進階之路,看人類如何借助大腦物質結構的演化,發起對理性的無盡追求。
感受科學詮釋的美麗:一場花叢中的《甄嬛傳》將會上演,植物為傳宗接代各顯神通,其手段之豐富令人嘖嘖稱奇;或者,莫以基因大小論英雄,看看是不是物種越高等,基因組就越大。
關愛基因引發的不幸:“基因的詛咒”將道出缺陷基因密碼給人類造成的痛苦與折磨,并展現基因科技所能帶來的光明與慰藉。
憧憬科技締造的未來:干細胞到底能干啥?克隆人離我們究竟有多遠?我們的狀態還受腸道菌群的影響?生命的設計與構建正在走進現實,本部分將走進合成生物學的曼妙之境,那些充滿想象力的應用前景會讓我們嘆為觀止。
生命密碼:你的第一本基因科普書生命密碼:你的第一本基因科普書 前言
推薦序二
生命中的因和果
吳軍硅谷投資人,豐元資本創始合伙人,計算機科學家
非常榮幸在**時間拜讀了尹燁先生的新作《生命密碼》,并且為之撰寫序言。這本書是我今年讀到的*通俗,同時也是*精辟的基因組學和遺傳學的科普讀物。書中回答了人類長期以來一直關心的一些本原性問題,比如,我們從哪里來,我們是誰,并且準確地科普了當下很多熱門話題,比如基因檢測、干細胞和克隆,等等。
對于大眾來講,這是一本“雪中送炭”的好書,即便是對于那些非常了解基因組學和遺傳學的讀者,這本書也能引發他們深入思考。人其實一直非常想知道我們從哪里來。從哲學層面來講,是超自然的力量創造了生命,還是大自然孕育了生命并且幫助生命進行演化?對于這個問題,人類一直很困惑。從生物層面來講,雖然我們的祖先早就知道“龍生龍,鳳生鳳”“種瓜得瓜,種豆得豆”這種
后代和祖輩的相似性,但并不知道其中的原因。也正因如此,“我們從哪里來”才成了人類的一個終極問題。
當然,從19世紀中后期到20世紀初,隨著演化論和遺傳學的誕生(達爾文《物種起源》在 1859 年出版;孟德爾遺傳定律在 1865年提出,1900 年被重新發現),人們似乎找到了答案,但那些答案見仁見智,依然無法解釋很多生物學現象,比如,為什么原本食肉的熊貓變成了素食者,而且只吃那些連食草動物都不吃的、難以消化的竹子?為什么我們和牙齒上的細菌都喜歡糖?為什么同樣是牛奶,對一些人來講是營養品,對另一些人來講則會產生很大的危害?在人類了解遺傳的密碼,也就是基因后,這些問題便能得到很好的解釋了。因此,《生命密碼》一書的一個看點,就是通過基因的演變歷史,了解我們及地球上各種生物是從哪里來的,為什么會有今天各種各樣的習性。
每一個人都需要了解的第二個本原性問題是:我們是誰。當然很多人會說,從個體上講,我是我父母的孩子,是我孩子的爸爸或者媽媽。而從整體上講,人類是萬物之靈,是自詡地球之主的存在。前一種說法沒有錯,但是一只猴子甚至一只青蛙也可以說這樣的話,因此這種說法不具有特殊性;后一種說法其實是人類幾千年來處于食物鏈頂端所產生的一種不自量力的傲慢。在人類了解基因之前,人們確實覺得自己比其他物種更高等、更復雜、更先進,甚至認為不同的人種之間也有高等、低等之分。
但今天,基因組學和遺傳學告訴我們,這種傲慢是沒有根據的,一定程度上甚至是錯誤的。人類染色體的數量并不比馬或者驢子更多,人類基因中堿基對的數量,甚至要比一些植物(如小麥)少得多。人類在沒有工具的情況下對環境的適應能力,要遠遠低于很多其他物種。人類不過是自然界各種生物中的一種而已,人類和黑猩猩或者倭黑猩猩在基因上的相似性,要高于它們和其他靈長類動物(如猴子)的相似性。而人類和香蕉、果蠅在基因上的相似性甚至大于 60%。因此,在宏觀層面上,人類所要做的,更多的是和自然界和平相處,而不是統治世界。在個體層面上,我們身體的共生細菌數量比人體自身的細胞數量還要多,細菌和我們一同構成了我們的生命。一旦破壞了這個平衡,我們就可能生病。因此,我們所要做的,不是像過去那樣試圖殺死所有的細菌,而是跟細菌和平相處。
《生命密碼》一書,不僅告訴我們關于基因的這些知識,更重要的是讓我們懂得生命中的因和果。這讓我想起了黑格爾的那句名言:“凡是現實的都是合理的。”在所有的現實背后,都有過去的合理性因素。理解了這一點,了解了基因對我們生命的作用,我們就能坦然接受很多結果,更積極、更健康地生活。
2018年 7月 20日,在尤瓦爾新書《今日簡史》全球首發儀式上,我和尹燁先生同臺交流。當時我講,未來,連接比擁有重要,合作比顛覆重要。尹燁先生也深有同感,還提到了對《數學之美》《浪潮之巔》等幾本書的喜愛。作為世界知名的基因科技公司——華大基因的 CEO,尹燁先生是基因組學和遺傳學領域的專家,同時又是一個知識豐富、文筆極佳的專欄作家,非常擅長深入淺出地介紹尖端科技。閱讀他的作品是一種享受,不但能夠收獲很多*新、*準確的生命科學領域的知識和信息,而且能夠激發我進一步思考,讓我對他講述的道理反復回味。
開卷有益,希望廣大讀者能夠像我一樣,喜歡這本優秀作品。
生命密碼:你的第一本基因科普書 目錄
推薦序二吳 軍/VIII
推薦序三馮 侖/XI
推薦序四梁 冬/XIII
前言/XV
**章 思考生命發生的演化
假如地球只有一歲/3
人腦竟有 6 億年/14
《大衛》的睪丸不齊,米開朗基羅的
錯? /23
核彈也炸不死的“活化石”/29
穿越億萬年的兇神“鱷”煞/35
一匹被招安的“狼”/45
天下誰人不識“喵”/52
國寶熊貓“基因墮落”史/61
小白兔:失控的生殖狂/68
改變了人類大歷史的小土豆/75
來自星星的我們? /85
莫以基因組大小論英雄/91
第二章 感受科學詮釋的美麗
花叢中的《甄嬛傳》/103
讓福島新生的向日葵/115
救活許仙的,只是個普通蘑菇? /123
這長脖子生靈竟然是“麒麟”? /129
牡蠣:潮起潮落間的王者/138
小龍蝦是生物武器? /145
跟著青蛙看世界/152
大象為啥不得癌癥? /161
這不是一“只”螞蟻/169
千杯不醉的基因型,你有嗎? /176
“高處也勝寒”的秘密/181
懷孕三年半,只為生條魚? /186
第三章 關愛基因引發的不幸
“天下無唐”有多遠? /195
基因上無人完美/202
艾滋病:潛伏的紅塵殺手/211
被狗咬了怎么辦? /221
虛幻的僵尸?真實的瘟疫! /227
長者腦中的橡皮擦/234
別讓“女人花”在宮頸凋零/243
我不愿,死在馬拉松賽場/252
你的牛奶,我的瀉藥/257
如何給人體正確充電? /264
全麻會變傻?沒這么簡單/272
一針疫苗引發自閉癥? /281
第四章 憧憬科技締造的未來
基因測序儀:生命密碼“翻譯機”/291
“送子觀音”還是“技術惡魔”? /301
天賦基因檢測靠譜嗎? /310
萬用干細胞的神奇/317
中樞神經再生之夢/325
克隆人即將到來? /333
生命竟也能合成? /342
猛犸象的起死回生/351
天網恢恢,還得 NDA 開口/358
“犯罪基因”真的存在么? /363
菌群:*親密的朋友/368
回家吧!大豆/381
附錄一/390
附錄二/399
后記/411
致謝/413
生命密碼:你的第一本基因科普書 節選
大象為啥不得癌癥?
什么樣的動物更容易得癌癥呢?
如果根據腫瘤發生的經典學說進行推理,我們會得出患癌動物的兩個特征,一個是身形大,一個是壽命長。
癌癥是突變累積的結果。當一個細胞突變累積到一定程度,開始失控復制,就會形成癌細胞。身形大就意味著組成身體的細胞數量更多,壽命長則意味著細胞更新換代的次數更多。細胞數量多,分裂次數多,就會導致出錯的可能性變大。那么,是不是真如我們推理的那樣,身形大且壽命長的動物會有更高的患癌概率呢?大象的存在,給了這個推理一記響亮的耳光。
在 2015 年的一項研究中,科學家們收集了 36 種哺乳動物的尸檢數據,以估算癌癥在不同動物身上的發生概率。在納入研究的 644只死亡大象中,受癌癥困擾的僅有 3%。而在人類當中,癌癥導致的死亡至少占16%。個頭高大,壽命也相當長 b的大象,患癌癥的概率卻遠遠低于人類,這是為什么呢?
20 世紀 70 年代,英國牛津大學流行病學家理查德•皮托曾提出一個悖論,即“皮托悖論”。他注意到,雖然理論上一個物種經歷更多的隨機突變,應該更有可能患上癌癥,但從總體看,癌癥的發生率跟生物體型大小或年齡好像沒有太大關聯。皮托猜想,一定存在某種內在的生理機制,來保護眾多細胞隨著個體年齡或體型的增長免于癌變。
神奇的抑癌基因
研究者們對大象的基因進行了分析,果真發現了問題的關鍵:一種能起到抗癌作用的基因,名叫 TP53。
細胞中的 DNA 會由于內力和外力的影響出現損傷,如果放任不管的話,功能失常的細胞很快會發生更多突變,陷入惡性循環,*終開始失控復制,變成癌細胞。而由于癌變細胞 DNA 保護機制失靈,復制過程中又會發生更多的突變。繁多的突變讓癌細胞有極強的適應性,并很容易產生對治療手段的抗性。
要想阻止癌變惡性循環的發生,就得及早清除細胞 DNA 中的損傷。這就需要腫瘤抑制基因, TP53基因正是對付這些損傷的關鍵。
TP53會編碼產生一種 P53蛋白,負責監控基因的完整性。在完成這項工作時, P53不僅異常嚴厲,甚至格外殘酷。如果發現 DNA受損,TP53就會促進DNA修復。一旦發現不可救藥, TP53就會毫不猶豫地宣判異常細胞的死刑,啟動凋亡程序,誘導相應細胞“自殺”,避免發生癌變。
正常工作的TP53基因可以將絕大部分癌變扼殺在萌芽之中。然而,如果TP53基因自身發生突變,其抑癌功能就會受到影響。
TP53基因的突變*常發生在編碼P53蛋白質和DNA結合的部分。突變后生成的P53蛋白無法和目標 DNA 相結合,也就無法行使正常的檢查和促進修復或凋零功能,癌癥發生風險也就隨之升高。
在人類基因組中,TP53基因獨此一份,“別無分店”;如果不幸發生突變,這個保險系統就會失效。可是在大象體內,這個基因的拷貝數卻有20份!要讓它們挨個發生“叛變”,難度自然可想而知。
此外,大象的血細胞對 DNA 損傷異常敏感。雖然人類細胞也會在 DNA 損傷時啟動凋亡程序自殺,但是大象的細胞在同樣情況下,會以更高的速率完成這種自我摧毀的細胞凋亡過程。
可見,面對可能癌變的苗頭,大象體內的細胞從不留情。這種異乎尋常的強大細胞清除能力,很可能是患癌大象比例如此之低的原因之一。
借個基因來防癌?
既然大象的抗癌能力這么強,我們能不能跟人家借個基因,用來提高自己的防癌水平呢?
也許,可以通過基因技術,給自己多加些 TP53 的拷貝?或者,合成些含抑癌基因的生物藥劑,通過服用的方式,將這些基因整合到自己的基因組當中,讓它們為我所用?想法固然美好,但是通過傳統醫學方法讓人類基因發生改變,幾乎是不可能的事。
從微觀層面來說, DNA突變主要發生在細胞核里,靠口服藥物攝入一般是到達不了的。況且,人體細胞數量以萬億記,要把包含1173個堿基對的TP53基因放到這么多細胞的染色體中,需要很多技術的綜合運用,此外還有成本是否可接受,難度可想而知。
不過,近期的研究給了我們一絲希望。猶他大學的基因學家們成功合成了許多TP53基因,并將它們注射到人類細胞里。他們發現:接納了這種合成基因的人類細胞,在 DNA 損傷機制被觸發后的死亡數量明顯增加。這么看來,導入這種基因,可以提升人類細胞對 DNA 損傷的敏感性。
但是,這些研究成果要真正轉化為癌癥療法,估計還需要等上若干年。我們應該充分認識到,癌癥的發生機制是非常復雜的,基因也僅僅是其中一個因素而已。癌癥的發生跟遺傳基因、環境、心情、飲食、生活方式等多種因素有關。所以,要想預防癌癥,得從各個方面入手。而且,大型哺乳動物抗癌也不光靠 TP53 基因。英國利物浦大學的霍奧•佩德羅•德•馬加拉斯教授通過測序弓頭鯨基因組 , 指出小須鯨、弓頭鯨等的基因組雖然不含TP53基因額外拷貝(與人類一樣只有一個TP53基因),但仍然可以通過其他基因來抵御癌癥侵擾(如核酸切除相關基因ERCC1,細胞周期相關基因PCNA,細胞受體基因MAPK及LAMTOR1)。這就是大象和弓頭鯨的細胞數量分別是人的100倍和1000倍,但患癌癥的風險卻沒有線性增長的原因。
倫敦癌癥研究所的癌癥生物學家梅爾文•格里夫斯認為,大型動物在體型變大的過程中,行動也變得越來越遲鈍,新陳代謝和細胞分裂的速率隨之降低。或許,這也是它們患癌概率低的原因之一。格里夫斯還表示,保護機制只能提供一定的幫助。如果大象也學會了吸煙或者飲食不健康,恐怕這些保護機制就不一定能抵御癌癥了。
雖然我們暫時不能擁有如大象一般強大的基因組,但是目前很多關于癌癥的風險因素已被發現:紫外線暴曬、吸煙、酗酒、甲醛超標、燒烤、熬夜、肥胖等多種現代社會常見的問題都會讓人罹患癌癥的概率增加。
所以,與其羨慕大象的基因,不如從今天開始,養成健康的生活習慣。
非洲森林象小貼士
中文名 非洲森林象
拉丁學名 Loxodonta cyclotis
英文名稱 Africanforestelephant
別稱 森林象、圓耳象
物種分類 動物界、脊索動物門、脊椎動物亞門、哺乳綱、真獸亞綱、長鼻
目、象科、非洲象屬、非洲森林象種
非洲草原象小貼士
中文名 非洲草原象
拉丁學名 Loxodonta africana
英文名稱 Africansavannaelephant
別稱 非洲象、普通非洲象、草原象
物種分類 動物界、脊索動物門、脊椎動物亞門、哺乳綱、真獸亞綱、長鼻
目、象科、非洲象屬、非洲草原象種
參考資料
1. E. Palkopoulou, M. Lipson, S. Mallick,S. Nielsen, N. Rohland. A comprehensive genomic history of extinct and living elephants[J].Proceedings of the National Academy of Sciences,2018,115 (11):201720554.
2. M. Tollis, A.M. Boddy, C.C. Maley. Peto’s Paradox:how has evolution solved the problem of cancer prevention?[J] . BMCBiology,2017,15(1):60.
3. Michael Keane, Jeremy Seme iks, Bo Thomsen, Joa˜ o Pedro de Magalhaes. Insights into the Evolution of Longevity fromthe Bowhead Whale Genome[J] . Cell Reports, 2015,10(1): 112-122.
4. Abegglen, L. M., Caulin, A. F., Chan,A., Lee, K., Robinson, R., Campbell,M. S. & Jensen, S. T. Potentialmechanisms for cancer resistance in elephants and comparative cellular responseto DNA damage in humans[J].Jama, 2015,314(17),1850-1860.
5. Peto, R., Roe, F. J., Lee, P. N., Levy,L., & Clack, J. Cancer and ageing inmice and men[J] . BritishJournal of Cancer, 1975,32(4), 411.
6. Sulak, M., Fong, L., Mika, K.,Chigurupati, S., Yon, L., Mongan, N. P., ... &Lynch, V. J. TP53 copy numberexpansion correlates with the evolution of increased body size and an enhancedDNA damage response in elephants[J].BioRxiv, 2015,028522.
7. Rozhok, A. I., & DeGregori, J.Toward an evolutionary model of cancer: Considering the mechanisms that governthe fate of somatic[J] . Proc Natl Acad Sci USA, 2015, 112(29):8914-8921.
生命密碼:你的第一本基因科普書 相關資料
楊煥明 華大基因理事長,中國科學院院士
這本書的書名是《生命密碼》,別開生面。講述了許多與我們生活息息相關的生命科學知識,話題非常有趣,有不少生動活潑的案例,再輔以風格獨特的文字和準確精美的插圖,便于展現遺傳學、分子生物學、基因組學、合成生物學等多個生命科學領域的原理和知識。此外,也不乏對行業前沿動向的科學解讀,會讓讀者更加深入地認識生命科學。
吳 軍 硅谷投資人,豐元資本創始合伙人,計算機科學家
《生命密碼》一書,不僅告訴我們關于基因的這些知識,更重要的是讓我們懂得生命中的因和果。這讓我想起了黑格爾的那句名言:“凡是現實的都是合理的。”在所有的現實背后,都有過去的合理性因素。理解了這一點,了解了基因對我們生命的作用,我們就能坦然接受很多結果,更積極、更健康地生活。
馮 侖 萬通集團創始人,御風資本董事長,風馬牛傳媒創始人
世上*怕認真二字,科學尤其如此,但也往往更需要認真的精神。尹燁出了本名為《生命密碼》的新書,里面包含了40 余個與生命有關的文章,話題領域涵蓋動植物、微生物和人,足以滿足對生命科學感興趣的人的好奇心。
梁 冬 正安康健創始人,正安“自在睡覺”創始人,正安文化創始人
尹燁兩年半的堅持,成就了“天方燁談”這樣一個科普品牌,音頻節目播放量高達3000萬。而這本《生命密碼》,不僅是中國本土的基因科普書,也是尹燁本人探索生命科學領域的一本趣味之作。
陳黎芳 華為公司董事、高級副總裁
這世界上的書有很多,但有趣的人很少。初識尹燁,他給我講了兩個故事。一個是關于我調整體重很容易的原因,原來是我“養”了一肚子好菌群;另一個是關于“一夫多妻”的紅鯛魚:雄魚死后,就有一條強壯的雌魚變成雄魚,以維系家庭。這開啟了我對生命科學的興趣。尹燁的這本書一定會引起更多人對生命科學的好奇,并點燃他們的求知熱情。生命的意義是什么?這是一個沒有標準答案的哲學命題。我們需要更多有趣的靈魂,帶我們一路從星辰寰宇看到靈長萬物,洞察世界的盡頭和生命的本質。
胡曉明(孫權)阿里巴巴集團資深副總裁、阿里云總裁
基因科技造福人類是華大基因的使命,但尹燁在用心打理上市公司的過程中,深刻地感受到了讓生命科學流行起來的困難和迫切。科普即公益,他抓住一切零碎時間讀書、講課,對自我要求極高,每張PPT幾乎都是精品。我想,只有熱愛才會高產。現在他又寫了這本書,值得推薦。
田源 元明資本創始合伙人、亞布力中國企業家論壇創始人兼主席
尹燁是一位企業家,更是一位難得的科普作家。他的書引人入勝,我認為其中更有影響力的觀點是:“或許,在整個宇宙演化的138億年間,也曾有無數行星和地球一樣,有過智慧生命的蹤跡。人類及目前推測出的大約870萬種地球生命,在這浩淼宇宙中、在這有限認知內,成了一棵‘獨苗’。然而,這棵獨苗是否能繼續存在,前景并不明朗。人類不曾經歷前五次物種大滅絕,卻有著造成大滅絕的能力,特別是近期大量物種的滅絕主因都是人類活動。”像這種超大歷史尺度的思維,對于我們樹立正確的世界觀是非常有意義的。正如尹燁所說,我們應當明白,人類之于萬千物種不過滄海一粟。對自然懷有敬畏、牢記人性之本,明天才會更加美好。
汪詰 科普作家、“科學有故事”主播
《天方燁談》是我經常收聽的一檔節目,尹燁老師的語言非常生動接地氣,他用人人都能聽懂的語言講述與生命有關的知識。相對于音頻節目來說,文字的信息密度大大增加,語言也經過精心打磨,生動而有韻律,我讀得津津有味。
尹傳紅《科普時報》總編輯、中國科普作家協會常務副秘書長
跨界縱談天地萬物之興衰更替,巧思妙解生命演化之紛繁神奇。涉筆成趣,韻味十足;視野開闊,經久耐讀。
生命密碼:你的第一本基因科普書 作者簡介
尹燁, “天方燁談”基因電臺和“尹哥聊基因”公眾號的主創,也是科普圈、媒體圈、財經圈、科研圈頗受歡迎的生物界“名嘴”。
華大基因CEO。大學畢業后加入華大,曾主持和參與了近百個國際基因組合作項目,在《自然》等國際知名學術期刊發表60余篇論文(含合著)。發起并支持狒狒/山魈基因組計劃、大豆回家計劃、生命周期表計劃、狂犬病科研等公益計劃。
健康面前,人人平等。2017年7月14日,華大基因在創業板上市,成為中國基因科技第一股。他主張將科技力量與人性光輝融合,帶領團隊組織科技援藏,先后成立“華基金”“光基金”等公益基金,關注全球遺傳疾病,致力于推動基因科技普惠人人。
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