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科学家珍妮弗·杜德纳曾因基因编辑技术（CRISPR）获得诺贝尔化学奖。CRISPR发展十年，被认为是生物科学领域的突破性技术，可以应用于医学与农业等领域。杜德纳因此成为基因编辑技术领域的权威人物。4月底，她接受《麻省理工科技评论》（MIT Technology Review）与《经济学人》（The Economist）采访，为大众介绍基因编辑技术的最新成果。杜德纳预言，基因编辑婴儿将在25年内彻底实现，科学家还可能修改动物与植物的基因，让它们能适应更极端的环境，甚至对抗气候变化。
珍妮弗·杜德纳（Jennifer Doudna）在冷汗中醒来，她做噩梦了。在梦中，她被邀请到一个小房间里：“有人对我说，一个非常有权势的人想见我。我走进房间，那是希特勒。他的脸上长着猪鼻子，正在做笔记，他神情友好，想了解‘那项神奇技术的用途与意义’。我惊醒了。从那天起，这个梦就困扰着我。如果像希特勒这样的人有机会接触我的研究，我无法想象他会借此制造何等恐怖。”
当一个研究基因的科学家做了这样的梦，她注定无法逃避技术带来的种种道德争议。杜德纳梦中的“那项神奇技术”是她研究多年的基因编辑技术（CRISPR），这种技术能帮助科学家针对基因组进行准确定位与编辑。2020年，杜德纳与法国科学家埃玛纽埃尔·沙尔庞捷（Emmanuelle Charpentier）因这项技术共同获得诺贝尔化学奖，是历史上第六、第七名获此殊荣的女科学家。4月底，杜德纳接受《麻省理工科技评论》（MIT Technology Review）与《经济学人》（The Economist）采访，为大众更新基因编辑技术的阶段性发展成果。杜德纳预言，基因编辑婴儿将在25年内彻底实现，科学家还可能修改动物与植物的基因，让它们能适应更极端的环境，甚至对抗气候变化，提高农业产量。她今年加入华尔街第六公司（The Sixth Firm），推动投资女科学家的创业项目。“女人总被认为与生物技术和风险投资无关，我很难理解为何如此。”
▲杜德纳与她的研究装置。
科学明星
杜德纳没有想过自己50多岁时成了科技界明星。今天她不仅是基因编辑技术领域的权威与脸面，还是与媒体关系最密切的当代科学家之一。获得诺贝尔奖之前，她已频频出席硅谷讲座，与科幻小说家见面，为好莱坞科幻作品提供科学顾问服务。她穿着礼服，与好莱坞明星一起参加硅谷科技巨头们成立的科学突破奖（Breakthrough Prize）颁奖典，登上《时代》周刊，到达沃斯论坛讲话。“人们似乎把我看作榜样，但我不认为自己是什么模范，”杜德纳说，“我仍然认为自己是那个长在夏威夷的孩子。”
在她成长的夏威夷希洛市，杜德纳不是孩子王。她的青少年时期格外孤独，科学是她最好的朋友。她的父母在当地大学教书，父亲是文学教授，母亲教历史。在一群亚裔和原住民孩子之间，金发碧眼、身材高大的杜德纳成了格格不入的那个。
▲杜德纳与沙尔庞捷。
“他们叫我书呆子、怪胎。我喜欢数学，学校的孩子们因此嘲笑我。我觉得自己是被抛弃的人。”因为没有太多朋友，杜德纳花更多时间阅读、自娱自乐。她家附近是一片雨林，杜德纳常在附近观察苔藓、真菌，她喜欢抚摸雨林里的叶子。杜德纳对《纽约时报》（New York Times）说，她还记得雨林里的一种叶子，伸手触摸时会闭起来，“我看着它，想知道它为什么会闭起叶子”。她12岁时，父亲带回一本关于科学家发现DNA结构的传记《双螺旋》，杜德纳在一个下雨的午后读完这本书，“我惊讶极了。那时候我开始思考，研究DNA是多么美妙的工作”。
高中时，杜德纳听到一个女科学家关于细胞如何变成癌症的主题演讲。她如今已经不记得那个女科学家的名字，留在回忆中的是自己当时对科学、对女学者的震惊。她对《加利福尼亚杂志》（California Magazine）说：“一个充满柔美女性气质的人，还是非凡的科学家，对我来说那是非常重要的时刻。”她的高中辅导员却告诉她，科学“是男人的工作”。杜德纳不愿接受，她到当地生物实验室做暑期工，负责整理蠕虫与真菌标本，学会使用电子显微镜。1989年，杜德纳从哈佛医学院取得博士学位，她之后在马萨诸塞州医院做分子生物学研究。
2005年，伯克利大学环境研究学家找到杜德纳，邀请她为一个矿井中的微生物做DNA测序，研究它的DNA片段。2011年，杜德纳在一次研究会上遇到法国微生物学家沙尔庞捷，两人在咖啡厅中闲聊，很快发现她们可以携手合作。2012年，杜德纳与沙尔庞捷发表论文讨论切割基因组的可能性，用一种全新的方法切割、修改一段病毒基因中的某个点，论文成为基因编辑技术的重要基础。这种相比过去更简单、更廉价也更精准的编辑技术最终让两人联手拿下2020年诺贝化学奖。“这是关于改写生命的密码。”瑞典皇家科学院在当年的颁奖词中说。
▲杜德纳与沙尔庞捷。
因为分属不同研究机构，杜德纳与沙尔庞捷最终因为专利纠纷不再合作，沙尔庞捷在德国柏林洪堡大学建立自己的实验室。杜德纳对英国《卫报》（The Guardian）否认两人交恶，称她们依然是彼此尊重、友爱的伙伴。杜德纳到欧洲访问时，沙尔庞捷邀请她参观自己的实验室。“媒体喜欢挑拨女人之间的友谊，但我们的关系非常融洽。”杜德纳形容，沙尔庞捷是最好的搭档，她擅长沟通与合作，沙尔庞捷对科学极富热情。沙尔庞捷不爱与媒体打交道，很少接受英语采访，杜德纳因此承担了许多面对媒体，特别是英语媒体的工作。两人的科研兴趣一致，“懂得彼此的幽默感，尽管相隔9个时区，对工作的热爱足以跨过一切”。她们因此成为诺奖历史上第一对获奖的全女性科研组合。杜德纳说自己非常幸运：“科学家的合作就像高中时表演戏剧，你们要磨合，要排练，实验室常常很拥挤，有许多意外，事情永远不会像你希望的那样运转，实验会失败，如果合作者的兴趣不一致，或者工作中不合拍，许多合作最终会失败。”
今年年初，杜德纳宣布加入华尔街公司The Sixth Firm担任首席科学顾问，寻找机器学习算法资源，用它来分析基因编辑技术产生的研究数据。她启动了专为女科学家服务的投资计划。《哈佛商业评论》（Harvard Business Review）的数据显示，在风险投资领域，只有2.3%的资金流向女性领导的初创企业：“这个数据让我失望，但我不惊讶。”杜德纳对《麻省理工科技评论》说：“我在这个世界生活了很久。人们对女科学家的忽视，我有近距离的切身体会。”
基因魔剪的十年
严格说来，杜德纳不是“发明”基因编辑技术的人，她发现的更像一件最趁手、性价比最高的“剪刀”工具。这把“剪刀”出现十年后，人们发现能使用它的领域越来越多。1987年，日本科学家首次在大肠杆菌中发现一些重复的基因序列，但他们无法解释这些重复序列的生物学意义。科学家将这些序列命名为“规律间隔成簇短回文重复序列”（Clustered Regularly Interspaced Short Palidromic Repeats，简称CRISPR）。2007年，人们在制造酸奶的链球菌中发现，这些重复序列是细胞免疫系统的一部分。当细胞受病毒攻击时，它们会生产一种酶来抵御病毒。其中一种特殊的攻击酶（Cas9）会记录病毒的遗传代码——新闻网站Vox形容这种酶就像警察，随身携带着病毒的“照片”，如果遇到病毒，他们会检查病毒的RNA是否与“照片”符合，如果符合，就进攻、切割抵御这种病毒。
▲珍妮弗•杜德纳在实验室里。
杜德纳与沙尔庞捷研究的正是Cas9酶的工作原理。她们发现，如果给Cas9提供“虚假信息”，即让它了解人工合成的RNA（而不是原本的病毒），Cas9这个“警察”一样会切割对抗未来遇到的人工RNA。CRISPR/Cas9因此成了一件工具，理论上说，它可以在科学家指定的任何地方切割基因。这把“剪刀”听话、便宜。在过去，改变一个基因可能需要数千美元与几个月的时间操作，现在只要花费75美元，在几小时中就能完成。2012至2017年五年间，关于CRISPR的论文从不到100篇增加至1万7000多篇。在CRISPR问世的十年中，它的应用越来越广泛。农业科学家研究是否能用这把“剪刀”删除花生中使人过敏的基因片段；是否能让奶牛不长角，避免伤害动物与路人，改进动物福利；能不能改进抗生素药物，减少细菌的耐药性，从而找到针对艾滋病毒与疱疹等病毒的治疗方案。
“许多人关注CRISPR的临床医学研究。但我认为在接下来的十年中，我们更应该考虑它对全球、人类日常生活的影响，比如农业中的应用与对抗气候变化。”杜德纳在4月底《麻省理工科技评论》的采访中说，今天的CRISPR已经超出医学范畴。“加州大学已经在研究耐旱水稻，我们还可以改造土壤或水源中的微生物，提高它们吸收、捕捉碳的能力。”
不可忽视的当然是CRISPR在修改人类基因方面的争议。就像杜德纳做的那个关于希特勒的梦，这种技术是否会被用于改造人类，像《美丽新世界》（Brave New World）中那样按照阶层设计人种的设想是否会成真，是CRISPR问世后躲不开的讨论。2017年，杜德纳曾说“已经做好心理准备，有一天自己会接到令她恐惧的消息：第一个CRISPR婴儿已经出生”。她认为在关于如何利用技术的讨论足够成熟之前，基因编辑婴儿的诞生“偏离了人们希望利用CRISPR治疗疾病的临床努力”。如今，杜德纳也坚持认为“基因编辑婴儿不应该在临床上出现”：“我们依然处在不应该对人类胚胎使用CRISPR技术的阶段。为什么？因为我们无法提供最合适的法律审查。我没有看到确凿证据证明这样做能改进医疗问题。更重要的是，我们尚不清楚这种基因修改会如何改变人类整体的遗传性。”
▲杜德纳参加科技媒体《连线》杂志的访谈。
“在（对人类使用基因编辑）这方面，我认为更可能出现的方向不是让婴儿更漂亮、更高大、更聪明，而是改善人们的生活质量。阿尔茨海默症或心血管疾病将对一个家庭构成毁灭性打击，还将影响经济、社会。如果可以用CRISPR来保护人们，通过基因改变这种疾病的发病率，我认为是可以考虑的。”杜德纳说。即便是她，也不能否认基因编辑婴儿依然有发展的可能：“在未来25年内，CRISPR婴儿完全有可能全面出现。25年前，我完全不敢想象科技会取得多少进步。我不提倡改造人类，只是从研究与技术发展的方向、速度上判断，我认为基因编辑婴儿在25年内可能发生。”
“一项新技术往往需要几十年才能真正开始影响整个领域，或者投入实际应用。CRISPR用十年就完成了这种影响力，这很不同寻常。”杜德纳对彭博社说。“用CRISPR编辑的植物、动物，靠CRISPR实现的精确诊断，都可能在25年内发生。”
内容来源于《周末画报》
撰文—林湃
编辑—Y
图片—Getty
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