序言 挺身而出
珍妮弗·杜德納（Jennifer Doudna）躺在床上輾轉(zhuǎn)反側(cè)。她在發(fā)明CRISPR（規(guī)律間隔成簇短回文重復(fù)序列）基因編輯技術(shù)過程中發(fā)揮的作用，使其成為加州大學(xué)伯克利分校的明星。由于新型冠狀病毒肺炎（后文簡稱新冠肺炎）大流行，加州大學(xué)伯克利分校剛剛關(guān)停。珍妮弗并未遵從理性判斷，開車載著她上高三的兒子安迪駛往火車站，確保安迪能前往弗雷斯諾，參加機(jī)器人開發(fā)大賽。現(xiàn)在是凌晨2點，珍妮弗叫醒了丈夫，堅持要求在比賽開始前把孩子接回來，因為比賽時將有超過1 200個孩子聚集在會議中心。他們穿上衣服，上了車，找到一家正在營業(yè)的加油站，加上油，然后驅(qū)車三小時到達(dá)目的地。安迪是家中獨子，看見父母來了，他并不開心，但父母還是說服了他。于是他收拾好行李，跟父母回家。他們剛離開停車場，安迪就收到了團(tuán)隊成員發(fā)的短信：機(jī)器人比賽取消！所有人立刻離開！1
杜德納回憶道，正是此時此刻，她意識到她的世界和科學(xué)界已發(fā)生改變。美國政府應(yīng)對新冠肺炎手足無措，所以對教授和研究生而言，到了握緊試管、拿起移液器，立刻挺身而出的時候。第二天，即2020年3月13日，星期五，杜德納在舊金山灣區(qū)主持會議。她在伯克利分校的同事和其他科學(xué)家參加了會議，討論自己在疫情期間可以發(fā)揮的作用。
十幾個人穿過空空蕩蕩的伯克利校園，在造型優(yōu)美、以石材和玻璃打造的樓內(nèi)集合，杜德納的實驗室就在該棟建筑中。一樓會議室的椅子緊挨在一起，因此他們要先把椅子搬開，將椅子的間距保持在2米左右。隨后，他們開啟視頻系統(tǒng)，讓其他50名來自周邊大學(xué)的研究人員通過Zoom軟件加入會議。杜德納一貫波瀾不驚，總是將緊張情緒隱藏在平靜的面色之下，而此刻，她流露出緊張情緒，站在會議室前號召大家：在一般情況下，這并非學(xué)術(shù)界的職責(zé)，但此刻，我們需要行動起來。2
一位CRISPR先鋒擔(dān)任抗擊病毒團(tuán)隊的領(lǐng)隊，實乃恰如其分。2012年，杜德納和其他研究人員以一種細(xì)菌所用的抗病毒方法為基礎(chǔ)，開發(fā)出CRISPR基因編輯工具。該種細(xì)菌與病毒抗?fàn)幏椒ǖ臍v史超過十億年。細(xì)菌在它們的DNA（脫氧核糖核酸）里演化出成簇重復(fù)序列，即CRISPR。它能記住并隨后消滅攻擊細(xì)菌的病毒。換言之，這是一套免疫系統(tǒng)，它可以進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，抗擊一次又一次的病毒進(jìn)攻。在一個遭受各種病毒反復(fù)折磨的時代，人類仿佛依然活在中世紀(jì)，而這一工具的出現(xiàn)可謂雪中送炭。
杜德納總是未雨綢繆，有條不紊。她播放了幻燈片，介紹了可用的抗病毒方法。她領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊的方式是傾聽各人的意見。她雖然已是科學(xué)界名人，但是人們與她打交道仍感到輕松愉快。杜德納游刃有余，在百忙之中依然能抽出時間和他人聯(lián)絡(luò)感情。
杜德納組建的首個團(tuán)隊接到任務(wù)，要創(chuàng)立一間新冠病毒檢測實驗室。她任命的其中一位領(lǐng)隊是名叫珍妮弗·漢密爾頓（Jennifer Hamilton）的博士后。幾個月前，珍妮弗·漢密爾頓用一天時間，教會我使用CRISPR編輯人類基因。發(fā)現(xiàn)進(jìn)行基因編輯是如此輕而易舉，我既心滿意足，又惴惴不安。誰能想到，連我都能完成這一操作！
另一個團(tuán)隊接到任務(wù)，要以CRISPR為基礎(chǔ)，開發(fā)新冠病毒檢測方法。這促使杜德納對商業(yè)化的企業(yè)青睞有加。三年前，杜德納和手下的兩名研究生便成立了一家公司，利用CRISPR檢測病毒性疾病。
在為找到病毒檢測新方法而努力的過程中，杜德納與一位跨國競爭對手進(jìn)行著緊張激烈卻又富有成效的角逐，開辟了新的戰(zhàn)場。張鋒是一位才華橫溢的年輕研究員。他生于中國，長于美國艾奧瓦州，現(xiàn)于麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)的布洛德研究所任職。2012年，在開發(fā)CRISPR基因編輯工具的競賽中，張鋒與杜德納棋逢對手。從那以后，兩人一直在激烈競爭中有來有往，完成科學(xué)發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)立基于CRISPR的公司�，F(xiàn)在，隨著新冠肺炎大流行，兩人將在另一場競賽中相遇。這場競賽取勝的動力不僅源于獲取專利，也來自行善濟(jì)世的心愿。
杜德納敲定了十個項目，為每個項目推薦領(lǐng)隊，同時告訴其余人員自行組隊。其余人員應(yīng)與同自己職能相同的研究人員組合，形成戰(zhàn)地晉升體系：任何人感染病毒，都會有人立刻頂上，繼續(xù)工作。這是他們最后一次彼此面對面相見。自此，所有團(tuán)隊將使用軟件Zoom和Slack，在網(wǎng)絡(luò)上開展合作。
杜德納說：時間緊迫，我希望大家盡早開工。
其中一位參與者向杜德納保證：別擔(dān)心，所有人都會堅守陣地。
與會者們并沒有討論更為長遠(yuǎn)的設(shè)想：使用CRISPR改變?nèi)祟愡z傳基因，進(jìn)而提高我們子孫后代的抗病毒能力。這些基因改良可以永久改變?nèi)祟悺?br />會后，我提到這一話題。杜德納一臉不屑地說：那是科幻小說的內(nèi)容。此言不虛，我贊同她的看法。這類內(nèi)容與小說《美麗新世界》（Brave New World）或電影《變種異煞》（Gattaca）中的描述有些相似。但是，正如所有優(yōu)秀科幻小說的內(nèi)容一樣，人類基因編輯所需要素已出現(xiàn)在現(xiàn)實之中。一位年輕的中國科學(xué)家曾數(shù)次參加杜德納的基因編輯大會。2018年11月，該科學(xué)家使用CRISPR技術(shù)編輯胚胎，移除了一個產(chǎn)生HIV（人類免疫缺陷病毒）受體（HIV會引發(fā)艾滋病）的基因。一對雙胞胎姐妹由此誕生，成為世界首對設(shè)計嬰兒。
人們對此立刻心生敬畏，隨即深感震驚。有人遭到懲罰，相關(guān)委員會相繼成立。在生命進(jìn)化延續(xù)了30多億年后，地球上有一個物種（我們?nèi)祟悾┮雅囵B(yǎng)出才能，以不計后果的方式，掌控了自身基因的未來。我感到我們跨入了一個全新時代，也許像偷食禁果的亞當(dāng)和夏娃或從眾神處盜取火種的普羅米修斯所處時代一樣，這個全新時代是一個美麗新世界。
我們擁有了編輯自身基因的能力。這種能力引發(fā)了一些問題，而這些問題令人著迷。我們應(yīng)該編輯自身基因，以降低感染致命病毒的風(fēng)險嗎？如果可以，那將是多么美妙絕倫的恩惠�。�對嗎？我們應(yīng)該使用基因編輯技術(shù)，消滅諸如亨廷頓病、鐮狀細(xì)胞貧血、囊性纖維變性等可怕疾病嗎？這聽起來也不錯。失聰和失明呢？身材矮小呢？抑郁癥呢？嗯……我們應(yīng)該如何考慮這些問題呢？往后數(shù)十年，在保障安全、條件允許的情況下，我們應(yīng)同意讓父母提高孩子的智商、增強(qiáng)孩子的肌肉嗎？我們應(yīng)該讓父母決定孩子眼睛和皮膚的顏色及身高嗎？
且慢！我們要先暫緩片刻，避免徑直陷入災(zāi)難。編輯自身基因可能會對社會多元化產(chǎn)生何種影響？在天資方面，如果不再聽天由命，我們的共情與認(rèn)可等的感受是否會弱化？如果在需付費（以后肯定需要支付費用）的基因超市出售此類能力，是否將極大加劇不平等，甚至使這種不平等永遠(yuǎn)與人類相伴相生？對于這些問題，應(yīng)該僅由少數(shù)人展開討論，還是讓全社會發(fā)表意見？也許，我們應(yīng)該制定一些規(guī)定。
剛才我所說的我們，是指包括你我在內(nèi)的全人類。我們是否需要及何時編輯自身基因？這將是21世紀(jì)最具影響力的問題之一。因此我認(rèn)為，理解如何實現(xiàn)對人類基因的編輯將大有裨益。無獨有偶，由于疫情反復(fù)出現(xiàn)，因此理解生命科學(xué)也變得至關(guān)重要。在理解事物原理的過程中，人們內(nèi)心會迸發(fā)出一種快樂，理解關(guān)乎我們?nèi)祟愖陨淼脑�理時尤為快樂。杜德納樂此不疲，我們同樣可以像她一樣享受此種快樂。這正是本書的主旨所在。
CRISPR的發(fā)明和新冠肺炎大流行將推動我們過渡到第三次現(xiàn)代大革命。此類革命在一個多世紀(jì)前才剛剛開始，發(fā)源于與我們?nèi)祟惖拇嬖谙嚓P(guān)的三個根本性核心發(fā)現(xiàn)： 原子、比特和基因。
20世紀(jì)上半葉，物理學(xué)發(fā)展掀起革命，成為這一時期的顯著特點。阿爾伯特