《从一个细胞开始》书评：生命构建的蓝图——《华尔街日报》

一张土壤中雌雄同体线虫的电子显微图像。图片来源：科学图片库/盖蒂图片社20世纪60年代，剑桥大学通才科学家悉尼·布伦纳（Sydney Brenner）参与破译了遗传密码——这一机制规定了基因的DNA序列如何被翻译成蛋白质的氨基酸序列。到了70年代，布伦纳着手定义另一种密码：决定单个细胞内的基因如何勾勒多细胞生物三维结构的生成性生物学规则。“基因如何可能指定高等生物中发现的复杂结构，”他在一篇关于微小透明线虫秀丽隐杆线虫的遗传学的论文中写道，“是生物学中一个尚未解决的重大问题。”

一旦破解，这种生物的生成密码将赋予人类一种难以想象的改造生物结构的能力。它还有助于我们解答诸如我们为何生病及衰老机制等谜题。布伦纳的卓越之处在于认识到，如此重要且复杂的问题只有在简单的模式生物中研究才易于处理。原本微不足道的秀丽隐杆线虫非常适合这一任务。它仅由959个细胞组成，且拥有便利的短短三天繁殖周期。

数十年后，尽管进化发育生物学（简称evo-devo）领域取得了显著进展，生物学的生成规则仍未得到充分定义。宾夕法尼亚大学医生兼研究员本·斯坦格（Ben Stanger）在其富有洞察力且博学的《从一个细胞开始》一书中，详细阐述了促成我们当前理解的“基础性发现”。所有这些发现都是在复杂度各异的模型系统中取得的，从病毒、细菌到海葵、果蝇、青蛙和小鼠。

法国科学家雅克·莫诺对此类生物体与人类生物学的关联性作出了精辟总结：“大肠杆菌适用的真理，对象牙同样适用。“这句格言揭示了地球生命因共同进化历程而形成的生物结构普适性与生化统一性。19世纪法国胚胎学家艾蒂安·若弗鲁瓦·圣伊莱尔曾表达过类似观点，他提出"从哲学角度而言，世间只存在一种动物”。大自然似乎以极致的节俭，运用相似的方法构建了所有动物乃至一切生命体。

人类从受精卵（卵子与精子结合形成的单细胞）发育成个体的核心奥秘在于：同一套遗传指令如何通过差异编程，产生多种细胞类型并自组织成独特的三维形态。现代科学揭示，生物构建的秘诀在于基因调控。不同细胞类型以独特方式激活或抑制基因，就像交响乐团中大提琴手与双簧管乐手虽阅读同一份乐谱，却只演奏各自声部。叠加在细胞基因组上的独特调控指纹被称为表观基因组，它通过基因调控区域及其相关组蛋白的化学修饰形成。

斯坦格博士巧妙引领读者回顾奠定胚胎发育知识基础的关键实验，沿途勾勒相关研究者的学术剪影。作者特别强调了科学发现的偶然性，以及大自然如何以俏皮方式展现意外现象。当系着领结的"特权子弟"欧内斯特·麦卡洛克与"萨斯喀彻温农场长大"的詹姆斯·蒂尔意外合作时，正是蒂尔的务实精神与麦卡洛克的果敢作风，共同促成了首个能生成全套人类血细胞的多能干细胞发现。

另一段发人深省的叙述是作者对约翰·格登的描写——这位典型的英国绅士、诺贝尔奖得主、核移植克隆技术的发现者。格登先生的成就源于他学习昆虫学时屡屡受挫的经历，而他通过制作火车、船只和飞机微型比例模型这一爱好，才培养出操作细胞核所需的灵巧手法。格登在高中生物课上曾是250名学生中的最后一名，这一事实揭示了科学界反复出现的主题：许多成就卓越者都拥有传统"智力"指标无法衡量的非典型认知能力。

书中披露了若干耐人寻味的发现。其一是"肿瘤并未发明新生物学，而是以新方式运用现有生物学机制”，它们会异常激活胚胎发生过程中涉及的基因。作者解释道，发育与癌症相互交织，每种癌症本质上都是"独立的物种"。另一惊人发现是实质性生物改造竟能如此轻松实现：日本诺贝尔奖得主山中伸弥展示了如同魔术师胡迪尼般精妙的技巧——已分化细胞可被诱导"时光倒流"，回归能生成所有细胞类型的未分化多能状态。

斯坦格博士简要提及了山中伸弥诱导多能干细胞的治疗潜力，以及近期基因组编辑技术的滥用。但他未论及最强大的基因组修改方法：结合人工智能的合成基因组学新兴学科，将实现从零开始设计与合成基因组。这对揭示生物生成法则具有关键作用，一旦这些规则被阐明，将可能深刻影响人类物种的未来。

作者基本回避了探讨此类发现可能带来的风险与用途，声称自己不愿描绘"乌托邦或反乌托邦未来的奇幻图景"。但无论如何，我们确实需要讨论未来。当正如作者所言，在"科学家与公众之间的鸿沟持续扩大"、“科学家与其他科学家之间的分歧也在加深的环境下，仅仅声称"必须权衡利弊"是远远不够的。

遗憾的是，在当代分子遗传学的通俗论述中，回避对潜在影响的实质性讨论已成常态。作者和专家若能直面这些问题，才是更负责任的做法。

伍尔夫森先生是《聪明人的遗传学指南》一书的作者。

刊载于2023年8月12日印刷版。