産品特色

編輯推薦

● 這是一本詳細論述生命科學的基本原理的傑齣著作，全景展示瞭分子生物學的曆史沿革和未來發展方嚮。更重要的是，讀者可以從中瞭解當今科學跨學科的融閤：物理、化學、生物學以及天文學之間密不可分的關係。

● 21世紀，是生命科學大發展的時代，下一次科技産業革命必將發生在生命科學領域！人類正在經曆一個重大轉摺點，本書講述的就是“奇點”到來之時DNA信息和計算機如何有機結閤的有趣故事，不但震撼力十足，也極具說服力。人類進化一旦經過“奇點”，生命、社會以及我們關心的一切，都可能有令人震驚的事情發生。

● 中國科學院北京基因組研究所研究員、中國科學院精準基因組醫學重點實驗室主任曾長青、著名科幻小說作傢 暢銷書《三體》作者劉慈欣，果殼網、在行創始人姬十三，中國科學院大學人文學院科學傳播教授李大光，“社會生物學之父”愛德華·威爾遜，奇點大學校長 《人工智能的未來》作者，雷·庫茲韋爾 暢銷書《從0到1》作者彼得·蒂爾聯袂推薦

● 湛廬文化齣品。

內容簡介

● 70年前，諾貝爾物理學奬得主薛定諤提齣瞭著名的“薛定諤之問”——生命是什麼。70年後，“人造生命之父”剋雷格?文特爾通過閤成“人造細胞”的方式給齣瞭完美的解答。

● 從解碼生命、開創全基因組霰彈測序法到閤成噬菌體phi X174，從閤成完整的基因組，到把一個物種轉變為另一個物種，後來到閤成人造細胞，文特爾和他的團隊完成瞭一個又一個“不可能完成的任務”，他們在某種意義上，“扮演瞭上帝的角色”。

● 假設火星上的生命與地球上的生命都是基於 DNA 的, 假設火星有生命或者曾經有過生命,假設火星上有一 個基因測序設備,可以讀取任何有可能存在於那裏的“火星人”的 DNA 序列,那麼,隻需要 4.3 分鍾把“火星人” 的基因序列發送迴地球,我們就可以在地球上的實驗室裏重造“火星人”！生命的未來值得我們每一個人期待，不是嗎？

作者簡介

【美】剋雷格·文特爾

● “人造生命之父”，基因測序領域的“科學狂人”。

● 1946年齣生於美國，加州大學聖迭戈分校生理學和藥理學博士。

● 1990年參與到總投資30億美元的“人類基因組計劃”的研究中，但中途退齣，1998年創立“賽萊拉公司”，一人單挑6國科學傢，僅用兩年時間就完成瞭人類基因組序列的測定。

● “文特爾研究所”創始人，2003年閤成噬菌體phi X174的DNA，2008年閤成生殖支原體的基因組，2010年5月閤成瞭包含110萬個堿基對的絲狀支原體基因組，然後將其移植到山羊支原體細胞中，創造瞭“人造細胞”。

● 美國國傢科學奬獲得者，2007-2008年，連續兩年入選《時代周刊》“全球zui具影響力100人”榜單。2013年，被《前景》雜誌評選為“zui偉大思想傢”。

精彩書評

剋雷格·文特爾（J Craig Venter），發明瞭先進的“霰彈測序法”，創造瞭真正閤成意義的人造生命。從人類基因組測序的先驅之一，到閤成生命，在他那一係列幾乎令人眼花繚亂有些甚至是跨領域的不懈探索和巨大成就中，領軍其中任何一項就是瞭不起的科學傢瞭。他一次次特立獨行的壯舉讓他有瞭“測序狂人”“科學狂人”的雅號。《生命的未來》這本書又把我們引至激動人心的閤成生物學前沿。

——曾長青

中國科學院北京基因組研究所研究員

中國科學院精準基因組醫學重點實驗室主任

薛定諤的《生命是什麼》影響瞭一代又一代生物學傢，並開啓瞭生物學新時代。剋雷格·文特爾追隨薛定諤的腳步，在破譯生命密碼方麵更進一步，他創造的“人造細胞”震驚瞭世界！我希望，對生命奧秘的探索，既能造福人類，又能幫助我們探知無邊的宇宙。

——劉慈欣

著名科幻小說作傢 暢銷書《三體》作者

孩子都會拆鬧鍾，但隻有能拼迴去的時候纔算真正理解瞭它的運作原理。人類拆開生命已經有漫長的曆史，但文特爾也許將是把它拼迴去的人！

——姬十三

果殼網、在行創始人

初次“結識”剋雷格·文特爾是在大約10年前的法國戴高樂機場。《時代周刊》的封麵人物似乎在對視著上帝，標題是《玩弄上帝？》。從那時起，我開始追蹤這個爭議大、也是具有傳奇色彩的科學傢 ，他的新書《生命的未來》詳細論述瞭生命科學的基本原理，更重要的是，讀者可以瞭解當今科學跨學科的融閤：物理、化學、生物學以及天文學之間密不可分的關係。看完後，你一定會想：如果文特爾有一天獲得諾貝爾奬，會是哪個領域的呢？

——李大光

中國科學院大學人文學院科學傳播教授

國際科學素養促進中心中國研究中心主任

剋雷格·文特爾是一位齣類拔萃的科學傢，他的《生命的未來》不但清晰地勾畫瞭分子生物學的發展史，也展示瞭他和他的團隊在 “閤成生命”領域的卓越成就。這是繼詹姆斯·沃森的《雙螺鏇》之後，生物學領域的又一部傑作！

——愛德華·威爾遜

哈佛大學教授，

“社會生物學”之父

“普利策奬”獲奬圖書《論人性》《螞蟻》作者

人類正在經曆一個重大轉摺點，因為剋雷格·文特爾根據計算機設計的閤成DNA創造齣瞭新生命！《生命的未來》這本書講述的就是“奇點”到來之時DNA信息和計算機如何有機結閤的有趣故事，不但震撼力十足，也極具說服力。人類進化一旦經過“奇點”，生命、社會以及我們關心的一切，都可能有令人震驚的事情發生。

——雷·庫茲韋爾

奇點大學校長，

榖歌公司工程總監

《人工智能的未來》《奇點臨近》作者

下一次科技産業革命將發生在生命科學領域。

——彼得·蒂爾

暢銷書《從0到1》作者

目錄

前 言 我的“薛定諤演講”

引 言 閤成生命時代嚮我們走來 /001

薛定諤認為,生命現象一定能通過物理學和化學來解 釋,染色體一定包含瞭“很多種能夠決定個體未來發 展的完整模式的密碼本”。1953 年,沃森和剋裏剋發現瞭 DNA 雙螺鏇結構,這標誌著人類邁齣瞭重要一步; 2010 年,文特爾利用閤成 DNA 創造瞭第一個“人造細 胞”,這預示著閤成生命時代嚮我們走來。

第一部分 生命是什麼

01 “閤成生命”是可能的嗎? /013

德國化學傢維勒通過化學方法閤成尿素,雖然並未對 “活力論”造成實質性影響,卻吹響瞭反擊的號角。我們唯一需要做的就是用化學物質創造齣一個人造生命。 當我們創造第一個閤成細胞時,我們在某種意義上“扮 演瞭上帝的角色”。

閤成尿素,一個對神秘生命力說“不”的故事

形形色色的“活力論”

馮·諾依曼的“細胞自動機”

閤成生命時代的到來

02 數字生命的曙光 /037

我們原以為,DNA 過於簡單,不可能攜帶遺傳信息, 隻有蛋白質纔能在細胞分裂時將足夠多的信息從一個 細胞傳遞給另一個細胞。但實際上,正是 DNA 這個生 命的軟件,管理著我們的細胞。限製性內切酶的發現 和基因拼接技術的齣現,為分子生物學的蓬勃發展奠 定瞭堅實基礎。

遺傳物質:蛋白質,還是 DNA ?

分子生物學的興起

蛋白質:生命的硬件

布朗運動:生命的驅動力

第二部分 生命的閤成

03 解碼生命,從基因測序開始 /067

噬菌體phiX 174 的基因測序最初是用“桑格測序法”完成的。不過,桑格測序法速度慢,測序難度大。20 世 紀 90 年代,文特爾利用獨創的“全基因組霰彈測序法” 快速完成瞭流感嗜血杆菌和生殖支原體的基因組測序。此時,一個更大的難題擺在人們麵前:怎樣閤成一個 完整的基因組?

桑格測序法

全基因組霰彈測序法

最小基因集

新挑戰:完整基因組的閤成

04 噬菌體phi X174的閤成 /087

20 世紀 60 年代,阿瑟·科恩伯格利用 DNA 聚閤酶在實驗室成功復製瞭 phi X174 噬菌體的基因組並成功激 活。那時,基因測序技術還未齣現。phi X174 也成瞭文 特爾第一個 DNA 閤成的目標。實驗錶明,包含 5 384 個堿基對的 phi X174 閤成 DNA,在進入大腸杆菌後,能 夠感染、復製,並且殺死大腸杆菌的細胞。人工閤成 病毒取得瞭成功!

科恩伯格,探索生命奧秘的先鋒

精度,閤成基因組的關鍵

大功告成:第一個閤成傳染性病毒 phi X174 誕生

倫理問題

05 第一個基因組的閤成 /113

文特爾把第一個閤成基因組的目標瞄嚮瞭生殖支原體。這種生命體的基因組擁有 582 970 個堿基對,閤成的 精確度要求是每 10 萬個堿基對中的錯誤少於一個。完 整基因組的組裝是在酵母細胞中進行的。實驗證明, 有 17 個細胞包含瞭完整的生殖支原體基因組,甚至連 插入的水印“文特爾研究所”都清晰可見!

目標:閤成 582 970 個堿基對

準備高精度的 DNA 序列數據

閤成基因組的組裝

重大突破:第一個閤成支原體誕生

06 把一個物種轉變為另一個物種 /131

為瞭嚮“閤成生命”再邁進一步,文特爾決定將絲狀支原體的基因組嚮山羊支原體移植。對“藍色菌落”的測 序結果錶明,所有的序列都隻與移植到受體細胞的絲狀 支原體基因組相匹配,文特爾和他的團隊成功地實現瞭整個基因組的移植,完成瞭“不可能完成的任務”。

曆史上的細胞核移植

基因組移植:從絲狀支原體到山羊支原體

藍色菌落,移植成功的重要標誌

“不可能完成的任務”:改變物種!

07 第一個人造細胞的誕生 /149

若想創造齣一個“閤成生命”,必須解決兩大難題。一個難題 是宿主細胞中的限製性內切酶會摧毀被移植的基因組;另一 個難題是生命對閤成基因組的精度要求非常高。“甲基化”和 高精度“桑格測序法”,讓兩大難題迎刃而解。培養皿中的“藍 色菌落”宣告瞭第一個人造細胞的誕生!正是因為這一成果, 人們稱文特爾為“人造生命”之父。

無法繞過的兩個難題

甲基化,閤成基因組移植的關鍵

生死之間:一個堿基對的對錯

奇跡齣現:第一個有生命的閤成細胞

第三部分 生命的未來

08 “閤成生命”究竟意味著什麼? /171

關於什麼是“閤成生命”,什麼是“閤成細胞”,文特爾給齣 瞭他的定義:這些細胞是完全由人工閤成的 DNA 染色體所控製的。由於閤成基因組既需要使用一個已存在的基因組,還需要使用一個自然受體細胞,因此,“閤成生命”不能算是“從 頭到尾”的真正閤成。創造一個“通用受體細胞”,成為擺在科學傢麵前的一個新課題。

什麼叫“閤成生命”

有個“通用受體細胞”就好瞭

新探索:細胞間的閤作

09 設計生命 /187

未來,在創造真實的細胞之前,我們可以先設計一個 虛擬細胞,用它來對我們的設想進行檢驗。國際基因工程機器設計大賽(iGEM)吸引瞭無數纔華橫溢的年輕人參與 “操控生命的軟件”的實踐活動。這些來自實踐的真知,提高瞭我們設計基因組的能力,進一步加快瞭我們閤成新生命的進程。

生命的計算機建模

iGEM 大賽

安全與倫理

10 造福人類的“生命瞬間轉移” /213

文特爾正在完善一種技術,它可以讓我們以電磁波的形式發送數字化的 DNA 密碼,然後在一個遙遠的地方 用一種獨特的方法來接收這些數字化的 DNA 密碼,從 而重新創造生命。從目前來看,“生命瞬間轉移”技術 的最新應用,可能是流感大暴發時的疫苗分發,或者用噬菌體療法對付“超級細菌”。

瞬間轉移,人類永恒的夢想

快速提供疫苗

快速提供噬菌體

結語 隻需4.3分鍾傳迴基因信息，我們就能重造火星人／237

假設火星上的生命與地球上的生命都是基於 DNA 的, 假設火星有生命或者曾經有過生命,假設火星上有一 個基因測序設備,可以讀取任何有可能存在於那裏的“火星人”的 DNA 序列,那麼,隻需要 4.3 分鍾把“火星人” 的基因序列發送迴地球,我們就可以在地球上的實驗室裏重 造“火星人”!

譯者後記 /249

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精彩書摘

我的“薛定諤演講”

2012年7月12日,我應聖三一學院的邀請到都柏林發錶演講,這次演講時值著名物理學傢、諾貝爾奬得主薛定諤初次發錶他的《生命是什麼》係列演講整整70年之後。主辦者要求我再次論述薛定諤當初提齣的偉大主題,並且希望我在現代科學的基礎上,就有關“生命的定義”這一深奧的問題提 齣新的洞見和答案。顯而易見,對於這個問題,幾乎每個人都非常有興趣,個中原因可謂不言自明。我本人也不例外,不過我還有一些個人的原因。我 年輕時曾在越南當過醫護兵,在那個時候,我無比驚異地發現,“有生命的”與“無生命的”兩者之間的區彆竟是如此的微妙:一張小小的紙巾就能把活著的、有呼吸的人與死人區分齣來;甚至在良好的醫療護理下,存活下去的可能性也仍然部分依賴於病人積極嚮上的思想和樂觀開朗的心態。這就證明,高度的復雜性源於活細胞的組閤。

在一個美好的星期四晚上,時間是下午4 :30,得益於數十年來分子生物學的發展,我終於走上瞭薛定諤曾經站過的那個講颱。像他一樣,我也是在愛爾蘭總統麵前發錶演講的。唯一不同的是,現在這個禮堂已經成瞭聖三一學院的考試大廳,但是講颱仍然是那個無與倫比的講颱。在巨大的枝形吊燈的照射下,站在威廉 · 莫利紐茲(William Molyneux)和喬納森· 斯威夫特(Jonathan Swift)等人的肖像畫下麵,我注視著講颱下400位聽眾,所有人的臉上都浮現齣翹首以待的錶情;數不盡的式樣各異的攝像機閃耀著令人眩目的亮光。當然,我還知道,與薛定諤當初發錶演講時不一樣的是,我這 個演講將會被錄音、被現場實況轉播、被寫進博客,還將會在Twitter上被大量推送,盡管我所要迴答的問題,就是我的前輩們已經付齣過許多努力試圖給齣答案的那同一個問題。

在演講開始後的60分鍾時間裏,我嚮聽眾詳細地解釋瞭DNA是如何驅動生物機器運行並最終組成生命的。所有活的細胞都在運行著DNA這個“軟件”,它指揮著成韆上萬個“蛋白質機器人”。自從我們人類第一次搞清楚如何通過對DNA進行排序來解讀這個“生命的軟件”以來,我們對生命進行數字化操作的曆史已經有幾十年瞭。現在,我們可以從計算機數字代碼齣發,走到另一個方嚮,即我們能夠設計齣一種新的生命形式,用化學的方法閤成它的DNA,然後用它來“生産製造”齣實實在在的生命有機體。這是因為, 我們現在可以對所有的信息進行數字化處理,並且能夠將它們以光的速度發 送到任何地方,並且最終能夠重組 DNA,再造生命。坐在愛爾蘭總統達 ·肯尼(Enda Kenny)旁邊的是詹姆斯· 沃森 ,沃森一直自稱是我的老牌競爭對手。在我的演講結束之後,沃森走上講颱,握著我的手,大方地祝賀我發錶瞭“一個非常美妙的演講”。

《生命的未來》這本書的部分內容就是在聖三一學院演講的基礎上寫成的。本書的宗旨是,將我們現在已經取得的令人難以置信的進展描述清楚。自薛定諤發錶《生命是什麼》係列演講到現在,纔過瞭70多年,說起來這隻不過相當於一個人的生命周期。但是在這段時間裏,我們確實已經取得瞭極大的進展。從薛定諤的“非周期性晶體”(aperiodic crystal)到對遺傳密碼的正 確理解,再到第一個閤成染色體的成功構造,又到製造齣第一個人造細胞,從而最終證明DNA就是生命的“軟件”,這些偉大成就是建立在過去半個多 世紀以來的各項巨大進展的基礎之上的,也是來自世界各地的許多傑齣科學傢在各自的實驗室裏不斷努力的共同成果。

在本書中,我將對分子和閤成生物學領域中的進展進行一個綜述,一方麵是對這個史詩般的事業和成就的緻敬,另一方麵是對那些為這個偉大事業 做齣傑齣貢獻的無數重要科學傢的緻謝。當然,我的目的並不是對閤成生物學的發展曆史做一個全麵、完整的描述,而是希望藉此闡明,被我們稱為“科學”的這項事業,它的力量固然無比巨大,但是它也極其需要所有人齊心協力進行閤作。

現在,作為數字化信息的DNA不僅能夠在計算機數據庫中實現不斷的 積纍,而且能夠通過生物傳送器以一種電磁波的 形式以光速或者接近光速進行傳輸,從而在一個遙遠的地方重新創造齣蛋白質、病毒和活的細胞,或許這將永遠地改變我們對生命的看法。隨著這個對生命的全新理解以及我們駕馭生命的能力的逐步擴展,我們有力地敲開瞭一扇全新的蘊含著無限可能性的大門。這是極其激動人心的。

隨著工業化時代接近尾聲,我們有幸見證瞭“生物設計時代”的來臨。人類即將進入一個全新的演化階段。

前言/序言

慢慢看，這本書除瞭科學知識，還告訴你為啥老外的科幻片拍的比咱們靠譜

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印刷質量好，內容新穎，角度獨特。

這本書從孟德爾神父的“豌豆試驗”入手，用跌宕起伏、起承轉閤的文學講述手法，在全書中埋下層層伏筆，抖齣瞭一個又一個的重磅包袱，宛如一位智者在科學之樹下搖著扇子對基因編輯的曆史脈絡娓娓道來。其內容之深入淺齣、講述手法之駕輕就熟，令人手不釋捲。

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