《解码者》 杨蕾解读

《解码者》| 杨蕾解读

你好，欢迎每天听本书。我是杨蕾。今天为你解读的书是《解码者》，副标题是“珍妮弗·杜德纳，基因编辑的历史与未来”。

杜德纳是美国一位生物化学家，她也是2020年诺贝尔化学奖得主。她与法国生物学家沙尔庞捷，合作开发了基因编辑工具CRISPR-Cas9，一起获得了诺奖。这个工具是生命科学领域中，最热门的技术之一，它不仅能帮助科学家们研发抗癌疗法和抗感染病毒技术，也给遗传疾病和罕见病的患者，带来了治愈的曙光。

书的副标题里只有杜德纳的名字，封面上也只有她，但作者并不是要为杜德纳一个人立传。他花了很多篇幅，刻画杜德纳的前辈、合作者、竞争对手。换句话说，这本书为我们展现的是一幅科学家群像，其中最核心的人物就是杜德纳。杜德纳与这些科学家之间的合作、竞争，也向我们展示了基因编辑工具CRISPR-Cas9的发展历史。

本书作者叫沃尔特·艾萨克森，是美国著名的传记作家，代表作有《史蒂夫·乔布斯传》《列奥纳多·达·芬奇传》等。为了写这本传记，艾萨克森对杜德纳进行了几十次深度采访，亲身参与了杜德纳的工作活动，他甚至还学习了如何使用基因编辑工具编辑DNA。这本书的英文版在2021年出版，出版后好评如潮，《经济学人》《商业周刊》《时代周刊》纷纷把它选入年度书单。比尔·盖茨是艾萨克森的书迷，他也把这本书列入了自己的2021年年度书单。

那么，艾萨克森为什么要写杜德纳呢？这与他关心的问题有关。在艾萨克森看来，现代社会有三次伟大的创新革命。第一次是在20世纪上半叶，物理学发展掀起了革命。1905年，爱因斯坦发表了关于相对论和量子理论的论文，拉开了第一次创新革命的大幕，原子弹、核武器、晶体管、太空飞船等横空出世。第二次是在20世纪下半叶，我们知道，那是信息技术的时代，微芯片、计算机和因特网的发展，引发了数字革命。第三次创新革命是一场生命科学革命，CRISPR的发明推动我们进入这个革命时代。

为了讲述这场创新革命，艾萨克森找到了一个核心人物，一个深度参与这个创新浪潮的人。这个人就是杜德纳。不管是在基因编辑工具的发明阶段，还是发展阶段中的专利竞赛，再或是推动行业和公众对基因编辑工具的伦理问题展开深度思考，杜德纳都是最重要的人物之一。

艾萨克森还想通过这本书，告诉我们，科学的进步是个人主动性和协作努力的产物。我们知道，科学的进步主要靠团队合作实现，但假如，科学家的团队中，有人能够像杜德纳这样做到坚持不懈，聪明好学，不为人后，也会对行业产生巨大影响。我们还会看到，藏在科学进步背后的，除了努力和协作，还有名与利的交织，合作与竞争的牵制。

关于CRISPR-Cas9的技术原理和意义，杜德纳曾经写了一本书专门进行了介绍，那本书叫《破天机》，我们已经为你解读过了。今天的解读，我们就不再详细解释这个技术了，而是围绕这个技术的发展历史展开。如果你对基因编辑技术感兴趣，可以在得到站内搜索关键词，获取相关的内容。接下来，我们就通过两个部分，了解一下，CRISPR-Cas9的源起和发展。

好，我们进入第一部分，先了解一下，本书核心人物杜德纳的生平和性格。

杜德纳是美国人，1964年在华盛顿特区出生。她的母亲是大学教师，父亲曾在美国国防部工作，是个演讲稿撰稿员，后来成为夏威夷大学的文学老师。7岁时，杜德纳跟家人一起来到夏威夷。她在学校总被其他学生欺负，只能埋头苦读，形成了自我防御。直到后来她转到一所新学校，情况才开始好转，她有了维护自己的好朋友，学习成绩也开始突飞猛进。

杜德纳打小就对大自然充满了好奇心。比如，她对含羞草很感兴趣，想要知道，为什么人触碰叶子时，叶子会卷缩起来。作者艾萨克森给人介绍杜德纳的时候，经常会提到这个例子。因为他觉得，这体现了杜德纳的好奇心。艾萨克森说，真正的好奇心的关键在于，看到自然奇观时，暂缓片刻，仔细思考其中缘由。

杜德纳对生命的好奇心，正好有人可以帮忙解答。这个人就是她父亲的同事，生物学教授赫姆斯。这位叔叔不但会给杜德纳解答问题，还会教她如何鉴别蘑菇，带着她一起收集贝壳，给贝壳分类。赫姆斯叔叔，可以说是让杜德纳对生物学感兴趣的一位领路人。

另一位领路人，正是杜德纳的父亲。她的父亲喜欢读书，也常常带书回来给女儿看。有天，六年级的杜德纳在自己床上，发现了一本名叫《双螺旋》的书。这本书是生物科学家詹姆斯·沃森写的自传，讲述了他和生物化学家克里克发现DNA分子结构的故事。

这本书给杜德纳带来了两个深刻的改变。一个是，书中的女科学家罗莎琳德·富兰克林，让杜德纳意识到，原来女性也可以成为伟大的科学家。另一个是，通过这本书，她发现，拨开自然之美的层层面纱，并不是遥不可及的事，她也可以去探索自然的运作方式。

到了高中，杜德纳下定决心，要在大学学化学。但高中的指导老师不让她选，还说，女孩不适合搞科研。这段经历让杜德纳更加坚定，自己要从事科研工作。1981年，杜德纳去了波莫纳学院，学习化学与生物化学课程。

起初，杜德纳不太喜欢这里，甚至还考虑更换专业，去学法语。因为她发现，班上的大多数学生，都能在化学考试里拿满分。杜德纳有这种感受，并不是因为她畏惧竞争，她喜欢竞争，但她更希望，自己能够成为化学领域的顶尖人才，如果在一个领域里，她只能做一个普通学生，她会觉得这个领域毫无吸引力。不过后来，她的成绩提高了，她对自己学习化学的能力也更有信心了。大三结束后的暑假，她在生物化学教授的指导下，开始研究细菌，她发现了自己的科研天赋。别的技术员研究了半年，都没搞定的工作，杜德纳很快就完成了。

1985年，从波莫纳学院毕业后，杜德纳被哈佛大学录取。在这里，她更加深入地研究细菌，还碰到了对她影响至深的老师杰克·绍斯塔克。

这位老师是一位生物学家，当时正在研究酵母DNA。在绍斯塔克的实验室，杜德纳研制了一种可以编辑酵母基因的工具。1986年，杜德纳想请绍斯塔克做自己的导师，带她完成博士研究。这时候，绍斯塔克告诉她，自己已经放弃了对酵母DNA的研究，要把实验室的研究重点转到RNA上。因为他认为，研究RNA有可能解释生命的起源。

我们简单介绍一下，RNA是细胞内的另一种分子，与DNA比较像。书里说，DNA在我们细胞的细胞核内闭门不出，主要活动是保护其编码的信息，偶尔也会进行自我复制。而RNA会走出细胞核，开展实际工作，有的RNA片段会进入细胞的生产区域，产生特定蛋白质。

我们说回到绍斯塔克和杜德纳这对师徒。绍斯塔克从酵母DNA转到RNA研究，体现了他的一个原则：永远不做还有1000人正在做的事情。也就是，不走人多的研究道路。20世纪80年代末期，科学界的热门研究领域是DNA，还没什么人研究RNA。师徒俩冒着风险，转变研究重点，把自己的职业生涯都押注到RNA研究上，是因为他们看到了什么可观的前景吗？并没有，他们选择RNA研究，纯粹出于对自然运作的好奇。杜德纳说，绍斯塔克全心全意地投入到RNA的研究中，只是因为，他认为，RNA是理解生命起源的关键所在。杜德纳跟随老师而转向，是不是她那时还年轻，还没有自己的想法？并不是，杜德纳跟老师一样，都不会随波逐流。

她从小就会主动选择“人少的路”。比如，她上学的时候，曾经在足球队踢中卫。这个位置，对运动员的要求很高，要腿长、耐力好，善于奔跑。这样的人非常少见。当她开始工作时，她也采用了同样的思路，她一直在搜寻适合自己的工作，这类工作中，最好没有太多人掌握她具有的技能。换句说话，杜德纳从小就懂得，让自己待在一个稀缺性很强的位置上。她很有竞争意识，也很有竞争策略。

正是得益于这种思路，以及她的努力和聪慧，还在绍斯塔克的实验室时，杜德纳就已经是RNA研究领域，冉冉升起的明星了。这位学术新星还很有团队合作精神。1989年，杜德纳指导了一个哈佛本科生在实验室的工作，后来写论文的时候，杜德纳认为，应该让这位本科生成为举足轻重的第一作者。

1995年，杜德纳在耶鲁大学，迎来了自己研究生涯中首个重大科学突破，她弄清了RNA分子结构。要知道，就在几年前（1989年），科学界还都认为，“研究RNA的结构难于登天，可能无法成功，几乎没人为之开展实验”。弄清楚RNA分子结构有什么意义呢？杜德纳说，“一种可能性是，我们将可以治愈或治疗存在基因缺陷的人”。

完成这项科学突破之后，杜德纳与自己的研究伙伴杰米·凯特结婚，两个人都加入了加利福尼亚大学伯克利分校。杜德纳对RNA结构的研究，也让她开始对病毒学感兴趣，她想知道，病毒内部的RNA，是如何帮助病毒入侵的。好奇心将带领她走向职业生涯的下一个领域——病毒学。

好，我们刚才一起回顾了杜德纳的生平，了解到她是一个由好奇心驱动，同时具备竞争意识和合作意识的学术天才。在基因编辑工具CRISPR cas9出现之前，这位学术天才的主要身份，还是RNA研究领域的权威。但是自从她接触到CRISPR，情况开始发生转变，她将会成为一项新技术的发明者。

2006年，杜德纳甚至都不知道CRISPR这个词是什么意思。这个奇怪的词，是“规律间隔成簇短回文重复序列”的缩写。

简单来说，CRISPR是细菌和病毒进行斗争时，所使用的一种免疫系统。病毒为了入侵细菌，把自己的基因整合到细菌里，利用细菌的细胞工具复制自己的基因。而细菌为了清除病毒的入侵基因，进化出了一套设计精巧的防御系统，不仅能记住病毒基因，还能把病毒基因从细菌的基因组上切除。微生物学家猜测，这套防御系统与RNA有关。于是，就有人找到了RNA专家杜德纳请教。

杜德纳一开始还以为，CRISPR是保鲜储存盒的意思。后来，她意识到，微生物学家们需要自己的帮助，因为在当时，还没人成功分离过CRISPR系统中的分子成分，也没人进行检测，弄清楚它的结构。因此，杜德纳对CRISPR系统的研究可谓是恰逢其时。她有一位博士后，正好酷爱CRISPR系统。于是，杜德纳他们就开始分解CRISPR系统，把这个系统分割成具体的化学成分，然后再研究各个成分的功用。到了2009年，杜德纳实验室发表了一篇论文，开始为CRISPR领域贡献力量。

杜德纳对CRISPR领域更大的贡献，开始于2011年。那一年春天，在美国微生物学会举办的会议上，杜德纳见到了法国生物学家沙尔庞捷。沙尔庞捷一直从事CRISPR的研究，尤其是Cas9酶。遇到杜德纳前，沙尔庞捷已经发现，CRISPR-Cas9这个系统，只使用三种成分，就完成了防病毒任务，它们分别是tracrRNA、crRNA和Cas9酶。但她并不清楚更多细节，她需要一位生物化学家帮忙弄清楚各个成分的作用。

两人见面后，沙尔庞捷表示想与杜德纳一起合作，弄清楚Cas9酶的作用原理，杜德纳同意了。于是，她们各自带着一位博士后，开始了远距离跨国合作。这个团队的一个合作成果是，他们发现了CRISPR-Cas9系统中tracrRNA这个成分的作用。tracrRNA这个成分发挥了根本性的作用，正是它促进生成了另一种成分crRNA，如果没有它，就没有crRNA。而要是没有crRNA，CRISPR-Cas9系统就无法记住病毒的基因。有了tracrRNA，crRNA与Cas9酶才会一起配合干活，把病毒基因切割掉。这个团队还发明了一种方法，把两种RNA融合成单链向导RNA。简单来说，他们把细菌抗击病毒入侵的CRISPR-Cas9系统，变成了一种基因编辑工具，它要比其他基因编辑工具更容易使用，价格更低。

2012年6月8日，杜德纳他们在论文里解释了自己的发现，并把论文原稿提交给《科学》杂志的编辑。6月20日，《科学》接受论文。2012年6月28日，杜德纳和沙尔庞捷的论文在网络上发布。正是这篇论文启发了无数同行，其中，也包括杜德纳日后的劲敌张锋。

刚才我们一起了解了，杜德纳与合作者之间的故事，接下来，我们进入第二部分，来看看，CRISPR-Cas9发展过程中的两次竞争，杜德纳与竞争者之间的故事。

2012年6月，杜德纳和沙尔庞捷的论文发表，她们证明了，CRISPR系统能在细菌和古菌能发挥作用。我们知道，细菌和古菌都是不含细胞核的单细胞生物。那么，在含细胞核的细胞中，尤其是植物、动物、人类的细胞中，CRISPR系统是否还会有效？

2012年6月，论文发表后，一众科学家都意识到了这个问题，一场激烈的竞争赛跑开始了。谁想要成为生命科学时代的引领者，就要抢先证明，CRISPR系统也可以在人体细胞中起作用。从论文发表开始算起，半年左右就有好几支团队，在这个方面取得了胜利。

这其中自然包括杜德纳。她热爱竞争，还把竞争称作“点燃引擎的火焰”。但这次竞赛对她来说很艰难，因为她的研究室并不是专门研究人类细胞的，早期团队中也没有人类细胞专家，她的团队主要是生物化学家，更擅长在试管里研究分子。换句话说，在这场六个月的竞赛中，杜德纳是落后者，处于不利位置，她不得不克服重重困难，才能与对手并驾齐驱。

那么，领先她的竞争对手都有谁呢？布洛德研究所的明星研究员张锋，还有哈佛大学的生物学教授乔治·丘奇。其中，最有竞争力的就是张锋。

我们简单了解下张锋。他在石家庄出生，十几岁时跟随母亲去往美国，后来考入哈佛大学，学习化学和物理。他在哈佛大学获得了一份博士后工作，开始研究当时的基因编辑工具。此后，他进入哈佛大学布洛德研究所，这个研究所的使命是，使用人类基因组计划催生的知识，推进疾病治疗。

2011年，张锋听说了CRISPR，他想要与人一起，把这个系统变成一种适用于人类的基因编辑工具。2012年6月，杜德纳和沙尔庞捷的论文在网上发表后，张锋读了两人的论文。正是那篇论文促使张锋积极行动。他对作者说，正是在那时，他意识到，自己必须完成此项研究，发表研究成果。张锋心想：“在CRISPR研究的基因编辑部分，我们不想让他人抢得先机。”杜德纳她们发明的CRISPR-Cas9，为张锋提供了一个更好用的工具，尽管他也遇到困难：他难以区分CRISPR-Cas9系统中的必要分子。

可是，相比之下，杜德纳遇到的困难要多得多，她还在想办弄清楚，如何能让CRISPR-Cas9系统进入人体细胞核。作者说，杜德纳此前都没有用人类细胞进行过实验，这时候，却要把自己的发现改造得适用于人类细胞。杜德纳他们必须重做很多竞争对手已经做到的事情。

在各位科学家的努力下，这场论文竞赛的结果很快见分晓。2012年10月5日，一直保持神秘、闷声研究的张锋，把自己的论文发送给《科学》杂志的编辑。同一个月，给《科学》杂志递交论文的，还有哈佛大学的丘奇教授。

那么，杜德纳呢？她和团队正在努力确定实验结果，确保自己能在论文竞赛中获胜。直到她从丘奇那里得知，丘奇、张锋二人都已经完成了实验，提交了论文。杜德纳有点心灰意冷，还问丘奇，在这种情况，自己还需要努力发表研究成果吗？丘奇建议她继续发表，因为，不论她获得了什么实验数据，都会为CRISPR系统的发展添砖加瓦。

接下来，杜德纳需要做的是，快速发表自己的论文。她联系了一家名叫《电子生命》的期刊，想要把论文通过这里发表，因为这家期刊接受论文的审核时间更短。但她的合作者吉尼克却不愿这么快就发表。吉尼克是个完美主义者，他想要更多的实验数据，建立更全面的理论，不想让自己的团队看起来像是基因组编辑领域的业余爱好者。在杜德纳的坚持下，他们终于开始撰写论文。12月15日，杜德纳他们把论文发给了《电子生命》。1月3日，这家期刊接受了杜德纳的论文，但是她高兴不起来，因为就在这一天，《科学》杂志在网上发表了张锋和丘奇的论文。她自己的论文直到1月底才发表。

论文竞赛结束了，但杜德纳与张锋之间的竞争并未结束。生物技术公司基因泰克，给科学界带来了一个新的成功等式，那就是“基础科学研究+专利律师+风险投资的独角兽”。对于杜德纳这一辈科学家来说，有了好的想法，就得赶紧创建公司，引入投资人，研究赚钱的应用场景，这一切都是再自然不过的事情。换句话说，商业的力量已经渗透进科研的肌理之中。商业竞争能够驱动和帮助科学家取得更多激动人心的发现，但它也会阻碍科学家之间的合作。

所有研究CRISPR的科学家，都被这个系统的商业化前景所鼓舞，他们都想要把CRISPR系统转化成医学应用。原本，杜德纳与张锋、丘奇在同一家公司，组成了一支梦之队。这家公司名叫爱迪塔斯医药公司，在2013年成立。几家总部在波士顿的投资公司承诺说，要为这家公司提供超过4 000万美元的初始资金。这家公司一共有5名科学创始人，除了杜德纳、张锋、丘奇，还有两名哈佛大学的顶级生物学家。

然而，就是在这个梦之队，杜德纳知道了被人背后捅刀子是什么感觉。爱迪塔斯医药公司更加偏向张锋的研究，他们一起瞒着杜德纳，秘密策划，帮助张锋申请专利。得知这一切后，杜德纳决定退出，加入了别家公司。于是，CRISPR系统的技术先驱们，入职到三家公司，互为竞争对手：沙尔庞捷和朋友创立了CRISPR治疗公司；张锋和丘奇都在爱迪塔斯医药公司；杜德纳与其他几位科学家则隶属于英特利亚治疗公司。

随后杜德纳和张锋又开始了一场专利之战。2012年5月，杜德纳她们就提交了专利申请。这一年的12月，张锋提交了自己的专利申请。这一次，看起来是杜德纳稳操胜券。但是，2014年4月，杜德纳的申请还在受理，张锋和布洛德研究所抢先一步，取得了可以把CRISPR-Cas9用作基因编辑工具的专利。

为什么张锋他们提交得晚，审批得却很快呢？这是因为，他们申请专利时，多掏了钱，走的是专利申请的快速通道。杜德纳对专利事务了解得很少，她提交临时专利申请的时候，并没有想到，还可以额外支付一小笔钱，加快处理速度。

对于这个结果，杜德纳当然不认同。美国专利局多次把专利判给了张锋，杜德纳都会上诉。直到2022年，这场专利之战仍在继续。2022年4月，美国专利局宣布把CRISPR-Cas9的专利权，交给张锋。杜德纳不同意这个结果，还会继续上诉。

这场专利之争，已经进行了10年。它无疑耗费了双方大量费用和时间。人们不禁这样设想：假如杜德纳和张锋一开始就同意把知识产权分享给对方，那么，他们两人以及CRISPR-Cas9的情况，会不会比现在更好呢？作者艾萨克森也觉得，这场旷日持久的专利争斗已经发展到了毫无必要的程度，两位科学家都没有遵守这样一条原则：把蛋糕做大之前，先别急着分蛋糕。

听完这些竞争故事，不知道你有什么感触。我的脑子里出现了杜德纳说过的一句话。她说，竞争与合作是科学的两级，这两级既决定了她的职业，也塑造了她的性格。

好奇心和开放的合作意识，让杜德纳与合作者沙尔庞捷走到一起，发明了CRISPR-Cas9系统，并凭此获得了包括诺奖在内的无数奖项。按理说，这两个人的关系，应该变得更加亲密，但实际情况是，竞争意识让两个人的关系出现裂痕。比如，杜德纳把自己看作是CRISPR-Cas9系统的共同发现者，但沙尔庞捷却将CRISPR-Cas9视为她自己的项目。另外，沙尔庞捷也不满意，杜德纳在《破天机》这本书里讲述CRISPR研究的口吻，她认为，杜德纳在里面使用的第一人称太多了。

杜德纳认为，竞争是驱动科学进步的引擎。但艾萨克森认为，奖项、专利，这些需要经历激烈竞争才能获得的奖励，会扭曲历史，阻碍人们合作。这些奖励很重大，却无法做到公平，无法奖励每一个作出重大贡献的人。即便某个奖项能让5个人都得奖，那也意味着，还有很多非常重要的研究人员落选。我觉得，从这个角度看，作者写这本传记，描绘了一幅群英像，其实是用自己的方式，给每一位重要的科学家颁奖。

那么，这是不是说，我们应该有意地减少竞争？毕竟它会阻碍合作。我想起了瑞·达利欧关于竞争的观点，他曾经把竞争关系分成两种。一种是对抗性竞争关系，在这种关系中，竞争双方会互相威胁对方，算计如何伤害对手。另一种是竞争但合作的关系，这种关系中，双方会去了解对方的需求，充分协商，因此能绕过对抗，最终使每一方的需求都得到满足。

好，《解码者》这本书的精华内容就先为你解读到这里。我们简单总结一下。

今天这本书的主角是美国生物化学家珍妮弗·杜德纳，她从小就很有好奇心，对生命科学、对科研生活很感兴趣。从高中起，她立志成为一名女科学家。长大后，她不仅是RNA领域的权威专家，还与合作者沙尔庞捷一起，发明了基因编辑工具CRISPR-Cas9，成为2020年诺贝尔化学奖得主。

杜德纳的成就，离不开她的竞争意识与合作意识。她从小就懂得，要走一条人少的路，掌握稀缺性很强的技能。科研之路初期，她也懂得保持开放的合作心态，与合作者分享荣誉。在竞争与合作之间，她一度平衡得很好。

随着商业的力量渗入科研的肌理，杜德纳、张锋等科研人员都发现，在竞争中获胜的激励，远远超出了彼此合作、分享的善意。荣誉和专利，撼动了每个人的“竞争-合作”天平。

作为局外人，我们很难评定，杜德纳与张锋的专利之争到底应该谁赢谁输。但我们会通过这个故事发现：激励也可能是一种陷阱。激励这种手段，原本用来调动人的积极性和创造性，但如果激励的规则，无法让人公平地分享利益，那么，激励就会从手段变成目的。假如一个人做事情，把激励的结果当作自己出发的目的，不再听从好奇心的指引，不在乎与人协作的意义，也许他以后会为自己位于高处而欢呼，但他也一定会注意到，这欢呼声无人响应。

以上，就是本期音频的全部内容。恭喜你，又听完了一本书！

划重点

1. 2020年诺贝尔化学奖得主珍妮弗·杜德纳，她从小就很有好奇心，对生命科学、对科研生活很感兴趣。她的成就，离不开她的竞争意识与合作意识。

2. 商业竞争能够驱动和帮助科学家取得更多激动人心的发现，但它也会阻碍科学家之间的合作。

3. 激励这种手段，原本用来调动人的积极性和创造性，但如果激励的规则，无法让人公平地分享利益，那么，激励就会从手段变成目的，成为一种陷阱。