尹哥书评 | 《双螺旋》：复杂生命设计中最精妙的呈现

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如果说起双螺旋，你会想到什么？一段旋转楼梯，一根大麻花……当然，我这里想强调的是，双螺旋是复杂生命设计中最精妙的呈现，即我们DNA的结构。

你的空间想象能力如果足够好，请脑补一下：把一段铁轨沿着中线扭一下，就得到了一段双螺旋。这两条铁轨，我们称之脱氧核糖—磷酸骨架，而中间的每一条枕木，则是由可配对的两个碱基（A必须配T，G必须配C）通过氢键连接而成。不要小看“配对”这个词，正是因为这种匹配的专属特异性，才使得遗传可以高保真发生，才使得生命语言得以高效率传递。

DNA双螺旋结构模型

生命的本质是化学，化学的本质是物理。DNA作为生命的遗传物质，从形成的那一刻开始就是双螺旋了：无比精巧、无比合理、无比美妙，然而这个地球上的生命要知道，还得过几十亿年。“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩上。”物理大神牛顿讲的这句话同样适用于生命科学。

● 1859年，达尔文已经知道了物竞天择，但还远远不知道其物质上的实证；

● 1865年，孟德尔已经发现了遗传变异，但还远远不知道其还原论的演绎；

● 1871年，米歇尔已经提纯出核酸，但还远远不知道这就是遗传物质的本体；

● 1909年，约翰逊已经提出了“基因”一词，但此时还仅仅是一个高度凝练的概念；

● 1911年，摩尔根已经提出了染色体遗传理论，但此时还不知道遗传物质是核酸还是蛋白质；

● 1944年，薛定谔已开始从物理的角度思考“生命是什么”，并尝试从核酸中找到“第五种力”；

● 1944年，艾佛里通过肺炎双球菌实验确证了遗传物质是DNA，但此时还不知道其分子基础；

● 1952年，鲍林已经抢先提出了DNA“三螺旋结构”，然而发表后被证明错误；

……

这一众巨人们的肩膀，都为了1953年4月2日的关于双螺旋结构的伟大发现而奠基。

每个人在呱呱落地的那一刻，人类对世界的认知可能是完全不同的，哪怕只差一天。比如你出生在1953年的4月1日，那么人类还不知道DNA的结构，但到了第二天，当世界顶级学术刊物《自然》将由詹姆斯·沃森（也即本书作者）、弗朗西斯·克里克，以及莫里斯·威尔金斯联合署名，题为“DNA双螺旋结构”的科研论文投稿后，这个消息则举世皆知。

值得一提的是，这篇文章从投稿、审阅到出版仅仅用了23天，这个创纪录的效率，从另一个角度证明了这件事情的伟大意义。（另一个必须提的是，这个发现还要感谢一位卓越的女性科学家罗莎琳德·富兰克林，正是她的关于双螺旋“51号照片”——一张史上最清晰的DNA X光衍射图像才启发了上面几位诺奖的获得者得出正确结论，而她本人则因卵巢癌英年早逝、无缘诺奖……）

从这一刻到之后的70年，围绕着这一基本结构，全世界最聪明的脑子逐步向生命科学汇集，而生命世纪的大幕也徐徐拉开。

沃森、克里克等人发现DNA的双螺旋结构

● 1958年，弗朗西斯·克里克提出了中心法则，从而理顺了从DNA到RNA再到蛋白质的关系；

● 1970年，吴瑞发明了引物延伸并将其应用于DNA测序，启发了桑格后续的测序技术；

● 1975年，桑格发明了第一个被广泛应用的DNA测序方法—双脱氧终止法，人类基因组解密在技术上有了坚实的依托；

● 1983年，穆利斯发明了聚合酶链式反应（PCR），使得微量DNA，即如今耳熟能详的核酸检测成为可能；

● 1985年，美国ABI公司发明了第一台DNA自动测序仪Prism 310，从而为大规模基因测序做好了工程化的准备；

● 1990年，人类基因组计划（HGP）启动，并于2003年完成，美英日德法中六国参与，花费38亿美金，华大基因代表中国完成其中1%；

● 2005年，高通量测序技术横空出世，通量指数级增加、成本指数级下降，使得人人基因组成为可能；

● 2015年，中国第一台测序仪BGISEQ-500由华大研制成功，自此中国测序技术逐步领先世界；

● 2022年，华大研究院的时空组学技术首次实现了细胞内DNA的空间定位，这一超高分辨率的成像技术使得DNA的工作状态一览无余；

……

“每览昔人兴感之由，若合一契，未尝不临文嗟悼，不能喻之于怀。”关于双螺旋的故事实在太多，原谅本人才疏学浅且笔墨有限，不能一一铺述。而围绕DNA的科学发现、技术发明、产业发展也正如其结构一般循环推动上升，不断地为人类的生命科学和生物技术产业贡献力量。种种精彩，尚请翻看亲历者原著，必然开卷有益。我可以确定的是，双螺旋的故事还在继续，而且会越来越精彩！

请允许我，用这篇发表于1953年4月25日的伟大而精悍的论文中最美妙的一句话结束：“我们已注意到，我们所提出的特殊配对模式，提供了遗传物质可能的复制机制。”(It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material.)

这就是双螺旋之于生命的终极奥义。

是为序。

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