序言 挺身而出
珍妮弗·杜德納（Jennifer Doudna）躺在床上輾轉反側。她在發(fā)明CRISPR（規(guī)律間隔成簇短回文重復序列）基因編輯技術過程中發(fā)揮的作用，使其成為加州大學伯克利分校的明星。由于新型冠狀病毒肺炎（后文簡稱新冠肺炎）大流行，加州大學伯克利分校剛剛關停。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，參加機器人開發(fā)大賽�，F(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，然后驅車三小時到達目的地。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，安迪就收到了團隊成員發(fā)的短信：機器人比賽取消！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界已發(fā)生改變。美國政府應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，這并非學術界的職責，但此刻，我們需要行動起來。2
一位CRISPR先鋒擔任抗擊病毒團隊的領隊，實乃恰如其分。2012年，杜德納和其他研究人員以一種細菌所用的抗病毒方法為基礎，開發(fā)出CRISPR基因編輯工具。該種細菌與病毒抗爭方法的歷史超過十億年。細菌在它們的DNA（脫氧核糖核酸）里演化出成簇重復序列，即CRISPR。它能記住并隨后消滅攻擊細菌的病毒。換言之，這是一套免疫系統(tǒng)，它可以進行自我調節(jié)，抗擊一次又一次的病毒進攻。在一個遭受各種病毒反復折磨的時代，人類仿佛依然活在中世紀，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。她領導團隊的方式是傾聽各人的意見。她雖然已是科學界名人，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)絡感情。
杜德納組建的首個團隊接到任務，要創(chuàng)立一間新冠病毒檢測實驗室。她任命的其中一位領隊是名叫珍妮弗·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！
另一個團隊接到任務，要以CRISPR為基礎，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)于麻省理工學院和哈佛大學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，完成科學發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)立基于CRISPR的公司。現(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，也來自行善濟世的心愿。
杜德納敲定了十個項目，為每個項目推薦領隊，同時告訴其余人員自行組隊。其余人員應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，所有團隊將使用軟件Zoom和Slack，在網(wǎng)絡上開展合作。
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：別擔心，所有人都會堅守陣地。
與會者們并沒有討論更為長遠的設想：使用CRISPR改變人類遺傳基因，進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人類。
會后，我提到這一話題。杜德納一臉不屑地說：那是科幻小說的內容。此言不虛，我贊同她的看法。這類內容與小說《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家曾數(shù)次參加杜德納的基因編輯大會。2018年11月，該科學家使用CRISPR技術編輯胚胎，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�。┑幕�因。一對雙胞胎姐妹由此誕生，成為世界首對設計嬰兒。
人們對此立刻心生敬畏，隨即深感震驚。有人遭到懲罰，相關委員會相繼成立。在生命進化延續(xù)了30多億年后，地球上有一個物種（我們人類）已培養(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。我們應該編輯自身基因，以降低感染致命病毒的風險嗎？如果可以，那將是多么美妙絕倫的恩惠�。�對嗎？我們應該使用基因編輯技術，消滅諸如亨廷頓病、鐮狀細胞貧血、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，我們應同意讓父母提高孩子的智商、增強孩子的肌肉嗎？我們應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與人類相伴相生？對于這些問題，應該僅由少數(shù)人展開討論，還是讓全社會發(fā)表意見？也許，我們應該制定一些規(guī)定。
剛才我所說的我們，是指包括你我在內的全人類。我們是否需要及何時編輯自身基因？這將是21世紀最具影響力的問題之一。因此我認為，理解如何實現(xiàn)對人類基因的編輯將大有裨益。無獨有偶，由于疫情反復出現(xiàn)，因此理解生命科學也變得至關重要。在理解事物原理的過程中，人們內心會迸發(fā)出一種快樂，理解關乎我們人類自身的原理時尤為快樂。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前才剛剛開始，發(fā)源于與我們人類的存在相關的三個根本性核心發(fā)現(xiàn)： 原子、比特和基因。
20世紀上半葉，物理學發(fā)展掀起革命，成為這一時期的顯著特點。阿爾伯特