诺奖得主珍妮弗·杜德纳：如何唤起对科学的热爱

2022年，诺贝尔化学奖颁发给了珍妮弗·杜德纳和她的合作伙伴埃玛纽埃勒·沙尔庞捷，因为她们提出一种被称为CRISPR-Cas9的基因组编辑方法，这是继DNA双螺旋结构后最为重要的发现。

珍妮弗·杜德纳和埃玛纽埃勒·沙尔庞捷

共同获得2020年诺贝尔化学奖

从小镇少女到诺贝尔奖获得者，前沿女性科学家杜德纳是怎样炼成的？

珍妮弗·杜德纳的坚韧成长之路，都由天才传记作家沃尔特·艾萨克森，写在了这本《解码者：珍妮弗·杜德纳，基因编辑的历史与未来》之中。

通过这本书你会发现，杜德纳的成功并非不可复制。一个“杜德纳”的出现，离不开良好的家庭教育和完善的大学教育。

父亲打开梦想大门

珍妮弗·杜德纳在美国夏威夷岛的一个小镇长大，这里大部分居民都是原住民，金发蓝眼的她被视作异类，常常被排挤。直到六年级，杜德纳才交到了第一个朋友。

一天，她放学回家，发现床上放着一本书，《双螺旋》。书中讲述了一个引人入胜的故事：人类是如何破解“生命的密码”——DNA双螺旋。

属于科学家杜德纳的故事，从这一天开始。

珍妮弗·杜德纳在夏威夷希洛

这本书是杜德纳的父亲马丁带回家的，他是一名求知若渴的大学教师，每周六，他都会从当地图书馆借走一摞书，在下周周末前全部读完。

杜德纳在父亲的言传身教下，从小就阅读了很多书，其中这本《双螺旋》起到了特别的作用。

《双螺旋》让她意识到，她也可以探寻自然为何以此方式运作。拨开自然之美的层层面纱——用她的话说，就是发现“万物最为根本、最为内在的作用方式和原因”——并非遥不可及。生命由分子组成。此类分子的化学成分和结构决定了生命行为。

书中沃森和克里克发现双螺旋的过程让她受到感召，而女科学家罗莎琳德·富兰克林的故事更是让杜德纳激动不已。她惊喜地发现，女性可以成为科学家。

《双螺旋》中的主角

沃森和克里克与两人的DNA 模型

书中对人物的描写栩栩如生，令人物跃然纸上。杜德纳回忆道：“我读完后，父亲会与我讨论书的内容。父亲喜欢书中故事，特别是故事中和人物内心相关的内容——进行该类研究表现出的人性的一面。”

杜德纳的父亲不断鞭策她努力进步。在父亲眼中，大女儿是家里与自己志同道合的人，是一定会上大学、拥有学术生涯的知识分子。杜德纳说：“我总觉得自己是父亲想拥有的孩子。和我的妹妹们相比，父亲待我有所不同。”

而杜德纳没有辜负父亲的教导。

大学教育的重要意义

杜德纳下定决心，要在大学学习化学。但是，与当时的诸多女性科学家一样，杜德纳遭遇了重重阻力。

高中的就业指导老师在听闻她的志向后坚决表示：“女孩儿不适合搞科研。”他甚至劝阻杜德纳，不要参加美国大学理事会的化学科目考试。他问杜德纳：“你真的知道那是什么考试吗？你真的知道考试是为了什么吗？”

这段经历令杜德纳深感受伤，但是没有让她气馁。

她告诉自己：“我要搞科研。我要证明给你看。我如果想搞科研，就一定要做到。”

杜德纳接受采访

杜德纳最终被美国加利福尼亚州波莫纳学院录取，这是美国最难录取的大学之一，可提供优质的化学与生物化学课程。

刚进入大学时，杜德纳发现自己难以在众多优秀学子中名列前茅，这让她有些丧气，甚至一度想要改学法语。

让杜德纳重振信心的，是暑假在唐·赫姆斯教授实验室的经历。

在化学课上，同学们需要按部就班地完成实验，这样就能得到一个正确答案。但是在赫姆斯的实验室，工作内容截然不同。杜德纳说：“与课堂不一样的是，我们并不知道应该得到什么样的答案。”

因此，在赫姆斯实验室工作的杜德纳能体会到由发现所带来的激动之情。这也能帮助她明白如何成为科学家群体的一员，即取得进步，拼凑组合，从而发现自然的运作方式。

这段经历让杜德纳对自己学习化学的能力更有自信了，也逐渐适应了大学生活。

珍妮弗·杜德纳

拍摄于美国波莫纳学院实验室

大三结束时，杜德纳在导师授莎伦·帕纳申科教授的实验室申请到一份暑期工作。

帕纳申科当时正在研究一个课题，而该课题与杜德纳感兴趣的内容一致。帕纳申科将杜德纳纳入麾下，帮助自己弄清活细胞机制化学信号的作用原理。

其他技术员在这一工作上铩羽而归，而杜德纳则取得了成功。她说：“那是一个令人难以置信的时刻。我因此认为，我能搞科研。”

实验室获得的具有说服力的结果，帮助帕纳申科成功在《细菌学杂志》上发表了一篇研究论文。在论文中，帕纳申科向“提供基础观察，从而为本项目做出重大贡献”的四名实验室助手致谢，杜德纳便是其中之一。

这是杜德纳的名字首次出现在科学期刊上。

从科研新星到扬名立万

进入研究生院时，杜德纳在父亲的鼓励下申请了哈佛大学。虽然她觉得自己一定进不了哈佛，但父亲坚持：“你如果不申请，就肯定进不了。”

杜德纳最终被哈佛大学录取，学校还为她提供了一笔丰厚的奖学金。

在哈佛，杜德纳得以进入更多顶尖实验室学习工作，并取得博士学位。

到1988年，年仅23岁的杜德纳凭一篇关于RNA领域的论文，成了科学界冉冉升起的明星。虽然当时RNA 研究是生物学中近乎无人问津的领域，但是在未来20 年，人类对小段RNA 作用原理的理解将越发重要，它对基因编辑领域和抗击冠状病毒都举足轻重。

作为一名年轻有为的博士生，杜德纳掌握了多种技术，以特殊方式将其组合使用，体现自己区别于其他伟大科学家的特点：杜德纳既擅于亲自动手做实验，也擅长提出重大问题。

耶鲁大学冉冉升起的明星珍妮弗·杜德纳

后来，杜德纳来到耶鲁大学担任教授，在这里她迎来了自己人生中第一个重大发现。

1995年秋，杜德纳的研究进入了最关键的时期，但是她的父亲却确诊了黑色素瘤，生命只剩下最后三个月。

在那年秋天的剩余时间里，杜德纳乘飞机一直往返于学校和家里，单程用时超过12 个小时。杜德纳花了大量时间在病床边陪伴父亲，同时每天用电话、传真和电子邮件与助手沟通实验进展。

父亲卧床不起，几乎不能动弹，但是他意识清醒。杜德纳常常拿着最新的实验图像向父亲展示，父亲有时饶有兴味地打趣，有时向女儿讨教图像背后的科学意义。

父女仿佛又回到了幼时，那时他对杜德纳做出成为科学家的决定产生了巨大的影响，他激发了女儿对科学的热情和追求科学最高峰的信心。

几个月后，父亲在家人的陪伴中离世了。

杜德纳的父亲去世和她的首个重大科学突破几乎同期而至。她和团队成功确定了自我剪接的RNA 分子中每一个原子的位置。这项成果，是人类把关于RNA 的基础科学转变为基因编辑的工具的起点。

珍妮弗·杜德纳

在接下来的20 年，许多人为基因编辑技术的发展做出了贡献。杜德纳的故事的与众不同之处在于，她进入基因编辑领域时已功成名就，在RNA 结构研究这个最为基础的科学领域扬名立万：

家庭教育和大学教育

回顾杜德纳一路走来，她像是一颗钻石，在家庭教育和大学教育的不断打磨下，才终于绽放光芒。

父亲是她终身的良师益友，给她种下了最初的梦想的种子。

杜德纳说：“父亲去世后，我才意识到，他对我做出成为科学家的决定产生了多么重要的影响。”

父亲赐予杜德纳的多种天赋包括热爱人类，以及理解人类如何与科学彼此相连。

当科学研究面临的不仅是实验图纸，还关乎道德选择时，父亲的馈赠变得越发可贵。她反思道：“我认为，父亲会对学习CRISPR 充满兴趣。他是一位人文主义者，是一位人文教授，同时热爱科学。在谈论CRISPR 对我们社会的影响时，我的脑海中回响着我父亲的声音。”

杜德纳一家。左二为珍妮弗，右二为马丁

大学教育则带杜德纳走进了科研的大门，为她的研究之路打下了坚实的基础。

在各个教授的实验室工作，是杜德纳大学生活的重要部分，她积累了宝贵的实操经验，也从这些教授们的身上，学习了宝贵的科研品质。

比如，在罗伯托·考尔特教授的实验室，杜德纳建立起了科学研究的全球观念；而在杰克·绍斯塔克教授身上，杜德纳明白了在不同领域之间建立联系的重要性。

珍妮弗•杜德纳在实验室里

在与杜德纳共事过的科学家口中，都对杜德纳强大的实验操作能力赞不绝口。这个大学时养成的特质，在帮助杜德纳夺取CRISPR（“规律间隔成簇短回文重复序列”的缩写，与英文保鲜盒“crisper”一词同音）这颗基因编辑研究皇冠明珠时，产生了巨大作用。

彼时，CRISPR 主要受到研究生物体的微生物学家的关注。这些微生物学家已经提出许多精妙理论，其中一些准确无误，但是他们尚未在试管中对此进行对照实验。

杜德纳说：“当时，没人真正成功分离出CRISPR 系统中的分子成分，也没人进行检测，弄清其结构。因此，像我一样的生物化学家和结构生物学家立刻开展研究，可谓恰逢其时。”

2009年，杜德纳转向CRISPR基因编辑方法的研究。

2011年，同样在研究CRISPR的法国生物学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷的遇到了研究瓶颈，她感到自己需要一名生物化学家的帮助。参与其中的生物化学家必须有能力在试管中分离各个化学成分，弄清各成分的作用。于是她找到了杜德纳，俩人一拍即合。

珍妮弗·杜德纳和埃玛纽埃勒·沙尔庞捷

2012年，她们的研究成果——CRISPR-Cas9的基因组编辑方法——发表在《科学》杂志上，后来这项成果为她们赢来了诺贝尔奖。

这是有史以来第一次有两名女性共同获得了科学领域的诺贝尔奖。

杜德纳的作用是标志性的，她将激励更多的女性投身科研领域。这正如12岁时读到罗莎琳德·富兰克林的故事时，对杜德纳的激励作用。

就像《解码者》中所说的，在杜德纳与沙尔庞捷共享诺贝尔化学奖时，富兰克林一丝不苟的灵魂会露出一抹微笑。

共走前沿女性科学家的坚韧成长之路

《解码者》的作者艾萨克森是创作出了《史蒂夫·乔布斯传》《列奥那多·达·芬奇传》等百万册畅销书的杰出传记作家。

沃尔特·艾萨克森

《解码者》一经上市，迅速获得口碑销量双丰收，接连入选《经济学人》、摩根大通、《商业周刊》《时代周刊》年度书单，还被比尔·盖茨列入了自己2021年度最爱5本书之一。

比尔·盖茨为《解码者》写下长篇推荐书评，称“这本书在很多层面上都很有价值”。盖茨说：“首先，能读到一个围绕女性撰写的科学发现故事真是太棒了……其次，我认为艾萨克森对CRISPR（“规律间隔成簇短回文重复序列”的缩写）革命所带来的最重要的伦理问题方面强调的很好。”

相对于艾萨克森以往所著的传记，《解码者》更像一本现代科技史。

除了介绍杜德纳的个人事迹，艾萨克森也花大量笔墨以群像剧的方式记录了与CRISPR基因编辑技术有关的科学家们，他们像一颗颗闪耀的科学明星，无论身处什么领域，从食品行业到基础生物学研究。他们无不留心细节，紧跟前沿；他们彼此既是紧张的竞争关系，同时也是传递“基因编辑”圣火的火炬手们。

CRISPR 技术发展的关键人物（从左至右）：

乔治·丘奇，杜德纳，张锋，沙尔庞捷

从达尔文和孟德尔到沃森和克里克，再到杜德纳和沙尔庞捷，跨越几代科学家的合作，让人类经历从了解生命的起源到重写生命的密码。

因为科学往往不会因发现带来的巨大飞跃而日新月异，而是一步一个脚印地取得进步的。是一代代科学家持续的科研接力，才最终为人类带来了CRISPR这项可以进行基因编辑的工具。

《解码者》中，也将珍妮弗·杜德纳和她的合作者、竞争对手的故事交织在一起，讲述了CRISPR的专利之争、基因编辑引发的伦理问题、生命科学的竞赛及人类的未来。

在这本书中，共走前沿女性科学家的坚韧成长之路，感受科研中鼓舞人心的合作和紧张刺激的竞赛，迅速了解当前生命科学革命中的最新趋势。

《解码者：珍妮弗·杜德纳，

基因编辑的历史与未来》

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