　　比爾·蓋茨對《連綫》雜誌說，如果他還是個少年，他就會做生物黑客瞭。“如果你想用偉大的方式改變世界，就從生物分子開始吧。”
　　《想當廚子的生物學傢是個好黑客》是生命科學領域的比爾·蓋茨和喬布斯的故事。
　　20世紀，IT技術重塑瞭人類的日常生活。21世紀，輪到生物技術瞭。
　　既然DNA也是程序，也可以編碼和解碼，既然人體就跟電腦一樣可以通過程序控製，那麼，生物界的程序員們就是改變人類衣食住行麵貌的人。生物黑客們正在通過DIY改造世界，你呢？瞭解自己，還有什麼比DNA更本質呢？
　　黑客精神：獨立、開源、保護弱者、保持好奇、反對霸權
　　行動：他們試圖用更廉價和實用的生物技術來改變自己的生活：在廚房裏檢測傢族遺傳疾病，自己製作三聚氰胺檢測工具，製作更方便廉價的傳染病疫苗，把果蔬淨化機改裝成離心機，發明世界上最小的上熱循環儀，用微生物淨化水的方法來清理膽固醇，開拓個人定製的癌癥攻剋方案。
　　信念：個人有權利知曉自己的遺傳學信息，個人力量可以避免大公司大機構的官僚和冗繁，生物科學的成果應該送到最需要它們的人手上，生命可以設計，每個人都可以成為生物黑客。

作者簡介

　　馬庫斯·烏爾森（Marcus Wohlsen），先後畢業於哈佛大學和加州伯剋利大學。現為《連綫》雜誌記者，專注技術類報道。

　　肖夢，復旦大學生物係畢業。愛好科普、科幻和翻譯。

精彩書評

　　他對生物黑客們的精彩描述揭示瞭這個時代的重要矛盾：我們對掌控生命的力量的嚮往和恐懼。
　　——卡爾·齊默（Carl Zimmer）著名科普作傢，《演化》作者

　　想要掌握這個充滿爭議的新領域，本書是一個可靠的切入點；並從根本上展示齣：生物黑客作為研究科學的有趣手段，正如科學是研究生命的有趣手段。
　　——《新科學傢》（New Scientist）

　　我們號召創新，呼籲創新，正是由於我們目前的創新不盡人意。即使在發達國傢，人們也在抱怨專業的研究者們為體製、文化、經費及奬懲等非科學因素的壓力而疲於奔命，以至於齣現不少“人不能盡其纔，物不能盡其用”的尷尬現狀，創新動力愈發變弱，創新靈感未見增長。然而此書中的一群“黑客”們，猶如空中的新星，為科學的發現與創新帶來瞭新的希望。
　　這些年青黑客的激情，也許是齣自於他們的好奇或非意識的衝動，也許是代錶一種人類天生的追求和執著，也許，這是一種積極的嘗試：將自我人生價值的實現、社會責任的承擔與曆史使命進行最佳結閤。
　　——楊煥明中國科學院院士、華大基因研究員

　　這本書把開源、反商業化、保護弱者、自由、獨立、好奇的黑客精神錶現得淋灕精緻。從開源的設計、廉價的設備、極富創意的檢測方法、巧妙的構思、到驚為天人的生物積木工具等等都讓人覺得閱讀暢快無比。
　　像生物積木這樣的技術如果普及，那麼該是多麼美妙，以後設計一個新的物種就和你用手機玩遊戲一樣簡單。給自己檢測各種疾病保證健康、為最新的流行病製備疫苗保護傢人安全、給兒子製作一個發光的小狗做寵物、修補自己受損的基因避免過早去世、甚至隻是為瞭做一頓世界上從來沒有過的新奇食物等等都不再是夢想！
　　——吳凡國內早期生物黑客

　　這是一本非常有趣的書，以至於讀完後我迫不及待地想要推薦給朋友們。我在大學的專業是生物技術，但在那個時候從來沒有喜歡上這門學科，反而一頭紮入瞭 IT 技術領域。直到最近幾年當我靜下心來迴顧時，我纔隱約領悟到生物技術和 IT 技術之間其實有很多理念相通之處：對事物本質的探尋，相信群體智慧的力量，期待用自己的力量去改變一些東西 …...生物黑客和計算機黑客之間也有很多血脈相通的地方，開源運動和黑客精神已經徹底改變瞭這個世界，現在，生物黑客們正在用相似的理念準備改變這個世界，你相信這種可能性麼· 至少在這個問題上我是樂觀的。
　　——馮大輝，丁香園 CTO

第一部分
黑客/開源
第1章
在廚房裏檢測傢族遺傳病
第2章
外行人也能生物創新
第3章
他們也是黑客
第4章
檢測三聚氰胺的科學素養
第5章
在野外診斷傳染病
第6章
儀器也開源
第7章
農業是黑客的巔峰之作
第8章
讓人類開源
第9章
實驗必然有風險
第10章
癌癥廚房研究院
第二部分
讀取/編寫
第11章
你的DNA到底是什麼意思
第12章
生命可以編寫
第三部分
安全/風險
第13章
事關人命，非常嚴肅
第14章
麵對危險，萬分謹慎
第四部分
生命/科學

精彩書摘

　　第1章
　　在廚房裏檢測傢族遺傳病
　　“我們並不精通此道。即使我鐵瞭心想殺瞭你，也不一定能成功。”對一個邪惡天纔來說，凱·奧爾（Kay Aull）錶現得非常謙遜。事實上，這位23歲的麻省理工畢業生絕沒有打什麼邪惡的小算盤，除非你認為她想長齣尾巴也算是反自然的大罪。CodeCon是舊金山最主要的反商業地下黑客的盛會。她纔華齣眾，倘若有一天CodeCon的某位成員不小心往咖啡裏混入瞭一種自己研製的細菌，這個人最有可能是奧爾。但她說，這肯定不能算是散布厲害瘟疫的最有效的方式。
　　奧爾身材高挑，瘦得像根棍兒一樣，走起路來僵硬笨拙，就像青春期的小男孩還不適應自己的長胳膊長腿兒似的。她說起話來非常自信，就像已經習慣於屋子裏麵不會有任何人比她更瞭解自己的專業領域，事實也許就是如此。這間屋子是個洞穴一樣的藝術錶演場地，叫做CELLspace，在這裏，瞭解自己擅長的內容非常重要。這個團體可能有共同目標——網絡隱私、知識自由、反對公司侵犯個人權益——不過還是明白自己要強調哪一方麵比較好。2009年，奧爾和她來自馬薩諸塞州坎布裏奇市的團隊，成為瞭第一批登上CodeCon這個大舞颱的上唱主角的生物極客。生物極客所承受的輿論壓力很大。計算機技術已經展示給世人，幾行代碼如何能撼動整個經濟，生物技術是否也能造就如此的輝煌？
　　奧爾在麻省理工就讀時，晚上總是在一傢DNA閤成公司裏工作。用構建生命的磚瓦去閤成一段段的基因並拿來賺錢，這可能聽上去是個深奧辛苦的工作。事實上，DNA閤成公司隻是在為研究實驗室做這些單調又乏味的苦差。實驗室通常會把像反復閤成同一序列這種乏味機械的工作外包給其它公司，好讓科學傢們騰齣手來搞齣些重大發現。
　　閤成公司裏有閤適的安全措施，將訂單裏已知的危險序列自動標示齣來。商店是不會把未經審查的産品賣給客戶的，工作人員對那些無趣的記者們已經很厭煩瞭，那些人老覺得自己是第一個提交天花訂單的人，或者是能把造病原菌的公司逮個正著。
　　以上這些規章，完全不能說明DNA雜工們不能造齣個有傳染性的小蟲。為瞭說明這個論點，奧爾說，自己手上有實驗室的鑰匙，還能翻看遺傳學書籍，本可以在值夜班的時候閤成些脊髓灰質炎病毒，就像兩韆零幾年的時候一些科學傢通過郵購獲得這些病毒一樣。她沒有，也不願意製造齣這麼經典的緻命病菌。但她是可以這樣做的。
　　她解釋說，成功製造生物恐怖襲擊的更快捷的方式是在聯邦生物防禦實驗室找個活兒乾。9·11之後，保護國傢免受生物襲擊成為瞭美國的當務之急。像奧爾這樣有生物方麵專業技術的人纔，政府總會把他們招募進來。你一旦拿到瞭這份工作，就能從實驗室內部偷到緻命微生物，把它們加到水中，或者寄到美國郵政署去。聯邦調查局相信，軍方生物防禦研究員布魯斯·伊文思（Bruce Ivins）從他的實驗室中竊取瞭炭疽病毒，並實施瞭恐怖襲擊，這一舉動讓尚未走齣9·11陰霾的美國膽戰心驚。相比在狹小的公寓廚房中，在燒杯裏養滿瞭自己閤成的、緻命的微生物，伊文思自己聲稱的計謀更乾淨利落。在2008年，他瞭結瞭自己的生命，在此之前伊文思拒絕為這起襲擊事件負責。
　　奧爾現在不再為DNA閤成公司工作，也不為政府效力。她也沒有設計齣利用細菌造成大規模死亡的方法，來作為CodeCon組織的入門指南。恰恰相反，她明確地指齣，那些對她選擇的事業的懷疑，其實都是不理性的。麻省理工開設這個新的生物工程項目以來，她是第一個畢業生。奧爾可以選擇任何她想做的生物技術工作。但是，她選擇在傢裏的壁櫥裏建立一個生物實驗室。她想錶明，盡管如此，她的公寓裏絕不存在一條通嚮統治世界的路。
　　不過，她的項目還是有狂熱的成分在裏麵。顯然，她很享受在傢工作的挑戰性——隻能用廉價的實驗材料和設備和完全依靠自己的智慧和創造力。在我看來，她所投身的事業是一項更偏嚮理論的科學，一個好奇的靈魂熱情地投入到自然中，絲毫不含任何最常見的隱秘的動機：利潤、事業、地位。所有的科學傢都是從門外漢起傢的。九歲的時候，她雜交瞭盆栽植物，而此時的同齡人都在玩任天堂遊戲機。她內心深處依然是那個九歲的小姑娘。正因如此，奧爾一直看似刻意地給身體裏那股原始的科學熱火添枝加柴，那股火焰就像發動機一樣驅使她尋找科學發現。
　　“對我來說，瞭解事物工作的原理遠遠不夠。”奧爾這樣對我說：“我得真刀真槍地動手實踐。”
　　實際中，這就意味著她得自己製作實驗工具，或者從易趣網上購買（她以90美元的價錢買瞭一颱原價10000美元的細胞培養箱，而且賣傢包郵）。這也意味著她得用電飯煲、威士忌酒杯來製備蒸餾水（她將這個裝置稱為“高科技溫控設備”）。這意味著任命自己的貓為首席安全員（她說，“如果貓受不瞭的話，我肯定也受不瞭”）。好的一麵是，如果她能搞定這個DIY生物實驗室，她就能做任何自己想做的項目。最近，她想摺騰些能救她一命的基因。
　　科學技術史學傢對現代生物技術追根溯源，最後確定它的源頭是20世紀70年代首個基因剪接實驗在加州獲得成功。那時距雙螺鏇的發現不過二十幾年，科學傢便弄明白如何能將具有特定序列的DNA分離齣來，並將它們插入到其他生物的基因組中（後文會詳細介紹）。不過人工操作基因的曆史可以追溯到幾韆年前農業齣現的時候。簡單地將野生品種的植物或動物雜交，直至獲得具有人類偏愛的性狀的馴化品種，這是生物領域最早的無心插柳柳成蔭的發現，也是最重要的一個。
　　生物技術的基本特徵是刻意將基因打亂重新排序，以便創造齣自然中前所未有的東西。遺傳工程並不是什麼復雜的事情，把橘子和葡萄柚雜交得到蜜柚其實就是遺傳工程瞭。不過，近幾十年遺傳工程主要指把一種生物的DNA片段（這些片段跟所有基因一樣，都是由四種基本化學物質組成，它們分彆用A、C、T、G代錶）分離齣來再插入到另一種生物的不相乾的更長的DNA片段中。
　　為瞭達成這些目標，生物技術促進産成瞭解讀DNA更廉價、快速、精確的方式。“基因組學”這個概念非常籠統，是指意在破解遺傳密碼序列背後的信息的意思。最近，高級DNA測序儀器，即高通量測序儀，成為瞭高端生物實驗室中的必備之物。就這樣，基因組學開始對醫學産生一些重大影響。
　　人們一直有種強烈的直覺，認為基因是很多疾病的根本原因。曆史上各種人類文明中，都反復強調祖先血統這些觀念，錶明這些人一直以來都深諳基本遺傳真相，即人的特徵是從父輩那裏繼承而來的。早在科學誕生前，人類就已經知道遺傳方麵的常識瞭。“病秧子爹媽養多病的孩兒。”“心力衰竭代代傳。”“我傢男丁死得早。”
　　以上這三句話對凱·奧爾的傢庭全部適用。她爸爸這邊的親戚中，多數姓奧爾的男子都活不過中年。導緻這種悲劇的原因不詳，不過她父親覺得很有必要密切關注自己的健康狀況。
　　奧爾的父親過完六十大壽後，他的醫生注意到他的肝髒酶數值升高瞭。肝髒酶指數偏高說明肝細胞受到瞭損傷。醫生告誡他得戒酒。
　　但是，這個指數依舊一路飆高。醫生給他做瞭個血檢。技術員抽血時眼睛瞪得老大。他父親的血液粘稠得就像配煎餅吃的糖漿一樣。“這可不太正常。”技術員如是說。
　　實驗室技術員讓奧爾的父親迴去找醫生做進一步檢查。他跟醫生說，他走路的時候感覺關節裏像灌瞭沙子。
　　很快，醫生便將血液黏稠、關節摩擦痛這兩個癥狀結閤起來考慮。奧爾的父親身患血色素沉積癥，並且病癥已經比較嚴重。血色素沉積癥會導緻人體吸收貯存過多鐵元素。多餘的鐵元素沉積在身體器官中，造成慢性損害。正是這些多餘的鐵元素使奧爾先生的血液粘稠，同時鐵鹽的晶體沉積在關節裏，導緻疼痛。如果不及時治療，血色素沉積癥會損害肝髒、心髒和胰腺，患者的膚色會慢慢變成古銅色。確診後，奧爾的父親每個月都得去放點血以排齣體內多餘的鐵元素。中世紀的醫生聽到血色素沉積癥的唯一治療方法，肯定得會心一笑。他通過做基因檢測確診瞭此病，而這個檢測技術是在大約十年前開發齣來的。
　　血色素沉積癥是美國最常見的遺傳病之一。但因為其癥狀跟很多其它疾病很相似，所以大傢都知道這病很難確診。飽受此病摺磨的患者經常由於被誤診為糖尿病而死去。但是近幾年，研究人員確定瞭控製人體鐵吸收的基因。隨後他們很快又確定瞭該基因的導緻血色素沉積癥的兩個突變型。
　　奧爾的父親拿到基因突變檢測報告時，奧爾的媽媽嚇壞瞭，給她打瞭電話。“報告上怎麼說？”奧爾問媽媽。“我不知道。”她媽媽說：“全都是遺傳學術語。”
　　奧爾媽媽想讓她給自己好好解釋一下報告裏麵都說瞭什麼。“我把報告傳真給你。”她說：“你得老實告訴我你爸爸會不會很快就病死。”
　　奧爾的父親從另一種角度解決自己的疑惑。 “他問榖歌去瞭。”奧爾說。奧爾覺得她爸爸做得對。榖歌這樣的工具能給大眾提供大量生物學知識和幾個世紀的科學研究成果，奧爾承認，自己正是站在這些巨人的肩膀上進行工作。我們比從前有更多的途徑去瞭解自身。奧爾相信，隨著生物知識的激增，人們得瞭解更多這方麵的內容。
　　這種信念促使奧爾在她的公寓裏麵搭建屬於自己的血色素沉積癥檢測平颱。她父親為瞭確診自己的疾病而做的基因測試極為昂貴。通常，隻有排除瞭一些其他疾病的可能性之後，病患或者他們的保險公司纔會放心下血本去做這個檢查。
　　奧爾打算僅僅用廚房裏常見的玩意兒和網上能買到的東西來搭建自己的基因檢測平颱，這無疑是一項挑戰。她買瞭個高壓電源，還有一個颱式設備，叫鏈式反應儀，用來復製DNA片段的，大小就和麵包機差不多。這兩樣加起來也就100多美元。反應中需要的酶最早都是來自於長在溫泉中的細菌。另一項重要花銷是引物，這是預先閤成好的DNA序列，有瞭這個她纔能進行檢測。引物都是她從自己的老東傢那裏訂購的。訂購過程非常簡單，隻要登錄網站，鍵入自己需要的序列，然後公司會將閤成好的引物裝在試管中郵寄給你。閤成引物的價格大約為每個堿基對30美分。
　　奧爾設計的引物能夠與血色素沉積癥突變基因結閤。在她的測試中，結閤在突變基因上的引物能經過反應成為更長的DNA鏈。如果這兩種突變都不存在，那DNA鏈就不會變長。奧爾將她的實驗室建在自己坎布裏奇港的公寓裏的壁櫥中。坎布裏奇港是坎布裏奇市典型的勞工階層社區，從查爾斯河沿岸的麻省理工校園順地勢嚮下延伸。那間公寓裏還住著她的三個室友以及她的貓。
　　奧爾也想知道她是否也有罹患血色素沉積癥的風險。她原本可以什麼都不做，隻是小心關注自己的健康狀況，直到開始齣現血色素沉積癥的徵兆時纔采取措施，就跟她父親一樣。她也可以到高級診所花幾韆美金做個標準遺傳檢測。不過，她選擇用棉簽蹭一蹭臉頰，把棉簽上的DNA連同引物一起丟進壁櫥裏的鏈式反應儀中。
　　“我覺得DIYbio最可貴的一點是，這些都是你力所能及的事情。這都不是魔術，隻是化學而已。”奧爾說：“在水槽裏麵做過一遍之後，這個過程就不再那麼神秘瞭。”
　　為瞭把管子中的不同長度的DNA鏈分開，奧爾把一塊凝膠放在塑料電泳槽中，在裏麵滴一滴擴增好的基因樣品，然後通上電。在電流作用下，樣品會在凝膠中移動。這個過程叫做凝膠電泳，是國內每個大學生物實驗室裏都會用到的一種基礎工具。DNA片段越小（原文為DNA片段越大，疑為原作者疏忽，譯者注），嚮盒子另一端的電極遷移的距離就越遠。奧爾讓自己的基因跑瞭個電泳，然後在CodeCon的演講颱上，她嚮大傢展示瞭檢測結果——那塊裝在封口塑料袋中的凝膠。凝膠盒裏不同大小的DNA聚在一起形成竪直的條帶，分布在凝膠當中。奧爾的測試體係中，如果左側有長條帶，就錶明被試身體中存在血色素沉積癥突變。奧爾塑料袋裏的那塊凝膠左側，有一條很清楚的長條帶。檢測結果呈陽性。
　　奧爾說，盡管她身體中攜帶著這個變異，不過她患病的概率並不超過50%。但是當她談論檢測結果的時候，我還是能感覺到她對檢測的激情就不那麼明顯瞭。而論及亨廷頓氏癥和帕金森綜閤癥，奧爾並不能將自己的發現應用於這些病癥的基因檢測，她也隻能旁觀和等待。接受檢測後，她還是那個23歲的女孩，不過未來可能齣現血色素沉積癥的癥狀這一事實睏擾著她，而她對此束手無策，隻能在有可疑癥狀齣現時告知醫生自己的遺傳易感性。
　　“每個人都有這種黑暗的基因秘密。事實就是如此。”奧爾說：“瞭解這些秘密之後，你的生活會變得很復雜，但是將它忽略並不是更好的選擇。”
　　盡管奧爾的檢測方法很彆齣心裁，不過沒有人會將它成為生物技術的突破性進展，它隻是將成本大大降低瞭而已。不過，價格本身可以反映人們對生物技術的感情的深層次變化，一種僅因為生物技術變得如此實惠而促發的變化。
　　奧爾的測試並不代錶一門新興科學，它隻是一種研究科學的新方式。壁櫥中誕生瞭一項實用的生物技術，並且隻用瞭被人丟掉的裝置，而此技術卻是基於最復雜的科學。在某種意義上，技術隻有逃脫瞭其創造者的壟斷，纔能徹底改變文化。而技術脫離壟斷的速度與零售價有關。拿手機來說，當手機電池還跟錢包一樣大，手機跟大個香蕉同等尺寸時，隻有高端商務人士纔會不嫌麻煩打移動電話。移動科技發展的那個特定階段，手機是奢侈品，更像是身份的象徵，而不是追求實用性。21世紀初，新一代廉價手機促進瞭人們對日常行為期待的轉變：你可以隨時隨地跟任何人通話。隨著手機價格逐漸下降，這種期望從發達國傢的城市中産階級傳播到更多國傢、更多階層和更多的文化中。
　　看著奧爾描述自己的工作，我不禁迴想起我的父母曾告訴我，當電子手錶和便攜式計算器都賣幾百塊美元時，擁有其中之一就會被視為闊到不把錢當迴事的人。數字技術改變世界靠的不僅是其功能，還有實現這些功能的低廉成本。奧爾這個項目的魅力並不在於這個項目能做些什麼，它的引人注目之處是花費低廉。也許她的檢測方法在生物技術領域相當於第一颱笨重的個人電腦。不管她的創新相當於PC發展史當中的哪個階段，它都顯示齣生物技術能夠取得輝煌成就的巨大潛力。
　　自製的基因檢測同樣讓人們窺見，個性化醫學不僅僅意味著內科醫生將會用基因檢測做齣更精確的診斷。奧爾力求瞭解深層次的自己。她純粹通過發明創造，在摸索中獲得那些知識。她黑客式地破解瞭自己的基因之謎，同時增強瞭自我認知。也許DIY生物學有一天會代錶著一種新形式的自省——自我的檢查能力，它會比蘇格拉底夢想中的更有深度、更精確。（盡管目前來說，基礎生物學還需要很多研究纔能完全瞭解奧爾的血色素沉積癥突變和其它遺傳變異。）
　　也許生物科技DIY也意味著一種新的自由，為瞭追求對自身更精確的瞭解而不斷探索隻是第一步。閤成生物學讓我們不僅僅能解讀基因，更能編寫基因，就像把大量字母按一定的模式印在紙上，就能創作齣前所未有的圖畫一樣。
　　生物預言傢們最狂野的想象當中，黑客式地改進人類基因可能意味著讓自己變成超越人類的生物。此外，重新創造自己也是個人主義的精髓。也許讓自己長個尾巴插個翅膀，或是皮下長滿葉綠素，我們也仍舊是人類，隻是具有完全的個人意識，能自由地把自己變成想象中的那個樣子。可能那種自由意味著我們不用再等待自然賜福於人類瞭。正是這些夢想讓生物朋剋的想象肆意馳騁，它們在電影《銀翼殺手》（Blade Runner）、極端自由主義者、牛頓、達爾文和追求權力、卓越的強烈意願的滋養下，漸漸豐滿。
　　……