九色国产,午夜在线视频,新黄色网址,九九色综合,天天做夜夜做久久做狠狠,天天躁夜夜躁狠狠躁2021a,久久不卡一区二区三区

演講 ∣ Arnold J. Levine

譯者 ∣ 咸姐（余夢(mèng)倩）

1968年夏天，一位年輕的助理教授從加州理工學(xué)院博士后出站，來到了普林斯頓大學(xué)。在他學(xué)術(shù)生涯的頭七年，接受的教育和訓(xùn)練都是還原論的方法——來自沃森和克里克的分子生物學(xué)。隨后，他進(jìn)入普林斯頓大學(xué)的莫菲特實(shí)驗(yàn)室，研究世界上最簡(jiǎn)單的生物體——病毒——是如何在小鼠或倉(cāng)鼠身上引發(fā)癌癥的。具體的問題包括：病毒需要用多少個(gè)基因去引發(fā)癌癥？這些基因編碼的蛋白質(zhì)是如何啟動(dòng)并維持腫瘤生長(zhǎng)的？其中的分子機(jī)制是什么？1909年，普林斯頓大學(xué)為了地質(zhì)學(xué)和當(dāng)時(shí)新成立的生物系而建立了古耀特樓（Guyot Hall），而莫菲特實(shí)驗(yàn)室則是古耀特樓的新擴(kuò)建部分。

大樓入口處的大部分空間都擺滿了填充好的動(dòng)物標(biāo)本、泡在福爾馬林里的胚胎、絕種動(dòng)物的骨骼，以及數(shù)百萬(wàn)年前的植物化石。墻上掛著奧杜邦（John James Audubon，1785.4.26－1851.1.27，美國(guó)著名的畫家、博物學(xué)家，他繪制的鳥類圖鑒被稱作“美國(guó)國(guó)寶”。）用過的印版，曾用來印制他精美的鳥圖和書籍。漫長(zhǎng)的演化留下了這些動(dòng)物，它們的多樣性引人矚目，彰顯出所有生物有機(jī)體的統(tǒng)一與和諧，謳歌了地質(zhì)學(xué)與生物學(xué)的核心準(zhǔn)則。

這是一個(gè)偉大的生物學(xué)博物館，傾力展示了從1859年到1953年的生物學(xué)進(jìn)程。1859年，達(dá)爾文出版了《物種起源》；1953年，沃森和克里克發(fā)表了一篇DNA結(jié)構(gòu)的文章。在此期間，新一代的年輕生物學(xué)家們經(jīng)歷了托馬斯·庫(kù)恩（Thomas Kuhn）提出的范式轉(zhuǎn)換：從古耀特博物館推崇的有機(jī)體生物學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿由飳W(xué)，即，從分子層面觀察生命并提出問題，而較少考慮有機(jī)體本身、生物的自然生命周期，或者有機(jī)體與環(huán)境的相互作用。新一代的分子生物學(xué)家們期待著，想通過研究DNA組成物質(zhì)的序列來研究進(jìn)化。

1953年，沃森和克里克利用羅莎琳德·富蘭克林（Rosalind Franklin）的X射線衍射圖和埃爾文·查戈夫法則（Erwin Chargaff’s rules）建立了DNA模型，該模型做出了兩個(gè)明確的預(yù)測(cè)：第一，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的復(fù)制采用半保留復(fù)制方式，即親本的兩條DNA分離后分別作為模板，利用堿基配對(duì)原則進(jìn)行復(fù)制——這在1958年被Meselson和Stahl證實(shí)；第二，DNA聚合體中的核苷酸序列（即由含氮堿基、五碳糖和至少一個(gè)磷酸基組成的DNA或RNA的基本組成部分）包含了決定蛋白質(zhì)中氨基酸的序列、乃至最終決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的信息（遺傳密碼）——1961年，Nirenberg和Matthaei闡明了第一個(gè)密碼子（UUU，即苯丙氨酸）的存在。就這樣，分子生物學(xué)的奠基人采用最簡(jiǎn)單的生物體（細(xì)菌和病毒）、利用遺傳學(xué)工具、建立細(xì)胞內(nèi)分子回路的模型，發(fā)明了在分子水平上探索DNA、RNA和蛋白質(zhì)所需要的新方法。

這一研究范式的轉(zhuǎn)變帶來了多個(gè)層次的改變。分子生物學(xué)家變成了藍(lán)領(lǐng)工人，一周七天，不分晝夜地在實(shí)驗(yàn)室里苦干，反反復(fù)復(fù)地用移液槍吸液。實(shí)驗(yàn)如此困難，似乎永遠(yuǎn)不會(huì)成功，而如果它成功了，還必須保證每次都能重復(fù)。1965至1975年間，普林斯頓迎來了第一批分子生物學(xué)家，他們是在斯坦福、伯克利、巴斯德研究所、日內(nèi)瓦、英國(guó)劍橋和加州理工學(xué)院接受的學(xué)術(shù)訓(xùn)練，而不是在培養(yǎng)了許多資深生物學(xué)教授的常春藤盟校。他們喜歡鮑勃·迪倫和搖滾樂，反對(duì)越南戰(zhàn)爭(zhēng)，反抗自己國(guó)家的決策。他們投票贊成讓女性進(jìn)入常春藤盟校（1969年，普林斯頓大學(xué)開始接收女本科生），還花時(shí)間聆聽普林斯頓的黑人學(xué)生討論平等問題。

這些分子生物學(xué)家們喜歡長(zhǎng)長(zhǎng)的暑假，從六月到九月，他們要么待在實(shí)驗(yàn)室里，要么在冷泉港開會(huì)，大多數(shù)資深教師在伍茲霍爾（Woods Hole，世界海洋科研與教育基地，一個(gè)物種多樣性豐富的小小海濱村莊）度過整個(gè)夏天，而其他人則隱居起來寫書。分子生物學(xué)家似乎都散發(fā)著些許傲慢，他們相信，他們將改變?nèi)祟悓?duì)生命的理解，對(duì)生命過程的理解，從而改變世界。

他們的想法不能說完全是錯(cuò)的。

到20世紀(jì)70年代，基因被克隆和分離出來，核苷酸序列揭示了基因所編碼的蛋白質(zhì)，而這些蛋白質(zhì)終于可以在細(xì)菌中得以表達(dá)和生成。變化來得很快，但并非沒有恐懼和反對(duì)，人們強(qiáng)烈地質(zhì)疑，把基因轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物種到底安不安全。一個(gè)常見的問題是：“離開了生物有機(jī)體，還原論能教給我們什么?” 雅克·莫諾（Jacques Monod）的回答是：“適用于大腸桿菌的東西同樣也適用于大象?！边@個(gè)答案就像是盲人摸象——你研究的是大象的尾巴或鼻子，而你以為那就是大象的全部，你對(duì)大象的所知也僅限于此。生物學(xué)的未來走向成了一個(gè)令人緊張的問題。什么樣的內(nèi)容適合教給下一代呢？什么樣的研究方法值得投入時(shí)間和金錢去發(fā)展未來的生物學(xué)呢？

在普林斯頓大學(xué)，這些問題是以有趣而復(fù)雜的方式呈現(xiàn)出來的。生物學(xué)和生物化學(xué)課上，一年級(jí)的研究生匯聚一堂，討論研究者如何選擇自己的研究課題來建立一個(gè)實(shí)驗(yàn)室。通過討論的方式，新生們逐一了解每位導(dǎo)師及其科研工作。他們有大量的時(shí)間去探究導(dǎo)師們確定其研究方向的方法和原因。討論課安排在晚上，每次兩位老師，這樣學(xué)生們就能接觸到不同的視角和想法。

有一年，我和生物系主任John Tyler Bonner搭檔。John是一位有天賦的科學(xué)家，一位真正的紳士，是那種大家都尊敬的系主任。他曾就讀于哈佛大學(xué)，從事細(xì)胞黏菌——盤基網(wǎng)柄菌的生物學(xué)研究。在完成這種黏菌的論文過程中，他取得了真正的突破，證明盤基網(wǎng)柄菌生命周期中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)——從單細(xì)胞變形蟲轉(zhuǎn)變成融合的多細(xì)胞結(jié)構(gòu)——利用了一個(gè)趨化因子。在普林斯頓大學(xué)，John證明了引起細(xì)胞聚集的化學(xué)信號(hào)是環(huán)磷腺苷酸（cAMP），這些生物體正處于由單細(xì)胞向多細(xì)胞生物進(jìn)化的過渡階段。

在我們與研究生討論的那天晚上，John首先發(fā)言，告訴學(xué)生們?yōu)槭裁此恼麄€(gè)職業(yè)生涯都在研究這種黏質(zhì)霉菌，以及他是怎樣研究的。他首先概述了這種菌的生命周期：大量的單細(xì)胞變形蟲在池塘或?qū)嶒?yàn)室的培養(yǎng)皿中游動(dòng)和爬行，以細(xì)菌為食物來源，像變形蟲一樣進(jìn)行無性繁殖。當(dāng)細(xì)菌食用完后，某個(gè)變形蟲會(huì)發(fā)出趨化信號(hào)，吸引其他變形蟲，融合成一個(gè)巨大的受精卵細(xì)胞。大量變形蟲的融合引發(fā)了一個(gè)生殖周期（這些霉菌有三種性別），形成二倍體細(xì)胞核的大包囊會(huì)經(jīng)歷減數(shù)分裂和有絲分裂。當(dāng)細(xì)菌在環(huán)境中重新出現(xiàn)時(shí)，單倍體變形蟲就從大包囊中釋放出來，汲取營(yíng)養(yǎng)并重新進(jìn)行無性繁殖，開始下一個(gè)生命周期。John強(qiáng)調(diào)，他對(duì)這種黏菌復(fù)雜的生命周期以及與環(huán)境的互動(dòng)很感興趣。他的整個(gè)科研生涯，從讀本科、研究生到成為教師，一直致力于研究這種生物體，并將繼續(xù)下去，因?yàn)檫€有許多問題有待解決。從他的描述中可以清楚地看出，他深深地癡迷于這項(xiàng)工作和這種有機(jī)體。這無疑是一場(chǎng)引人入勝的演講。

接著輪到我來展現(xiàn)我的實(shí)驗(yàn)室研究方向了。我一開始就指出，當(dāng)我還是個(gè)高中生的時(shí)候，我就對(duì)病毒很著迷：它們是如此的簡(jiǎn)單。我在普林斯頓研究的病毒只有6個(gè)基因，但它有一個(gè)程序，可以在細(xì)胞中通過借用一些細(xì)胞功能來復(fù)制自己，那么病毒和細(xì)胞本身的基因是如何通過接管細(xì)胞來復(fù)制自己的呢？但更重要的是，把這種病毒注射到新生的倉(cāng)鼠體內(nèi)6到9個(gè)月后，通常會(huì)引發(fā)癌癥。每個(gè)癌細(xì)胞都有一個(gè)整合到細(xì)胞染色體上的病毒DNA拷貝，而整合的病毒DNA可以表達(dá)一套病毒編碼的蛋白質(zhì)。我想弄清楚哪些基因和它們的蛋白質(zhì)復(fù)制了這種病毒，哪些基因和它們的蛋白質(zhì)導(dǎo)致了癌癥，以及它們是如何導(dǎo)致腫瘤形成的。只要我弄明白了這一點(diǎn)，我就會(huì)轉(zhuǎn)向另一個(gè)生物體和另一個(gè)研究方向。

我想John和我都意識(shí)到了我們科研理念的不同。我們就是我們，不可能成為其他任何人，但是讓學(xué)生接觸不同的思想、方法和分析層次是有好處的。雖然我所接觸到的和接受的訓(xùn)練都是在分子水平上，但作為一名實(shí)驗(yàn)科學(xué)家，接觸有機(jī)生物學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)和生態(tài)學(xué)對(duì)我來說是有好處的。我不太確定，當(dāng)擁有懷揣答案的年輕人涌入普林斯頓時(shí)，成為系主任和資深教授是否還那么容易。引用John在他的書《普林斯頓的生物學(xué)（1947-2012）》（這是一本關(guān)于生物系歷史的書）“分子戰(zhàn)爭(zhēng)”一章中的一句話：分子生物學(xué)家的觀點(diǎn)是“所有的生物學(xué)現(xiàn)在必須歸入分子生物學(xué)，所有從事其他形式生物研究的人都找錯(cuò)了目標(biāo)——那棵目標(biāo)之樹已是朽木?！?當(dāng)然，普林斯頓并不是唯一一所經(jīng)歷了范式革命的大學(xué)。大多數(shù)學(xué)校，就像普林斯頓一樣，通過成立兩個(gè)生物系來解決這個(gè)問題，一個(gè)叫做“生態(tài)與進(jìn)化系”，另一個(gè)叫做“分子生物學(xué)系”。如今，這兩個(gè)系都做出了貢獻(xiàn)，并且蓬勃發(fā)展。

諷刺的是，這并不是故事的結(jié)局。隨著二十世紀(jì)最后三十年的快速發(fā)展，新技術(shù)的開發(fā)使得人們可以在轉(zhuǎn)錄水平檢測(cè)一組細(xì)胞中的成千上萬(wàn)個(gè)基因，以及單細(xì)胞中的所有轉(zhuǎn)錄本，而大規(guī)模基因組測(cè)序在2001年的人類基因組測(cè)序計(jì)劃中達(dá)到頂峰。今天，我們通過測(cè)序和研究不同生物體的數(shù)千個(gè)基因組來研究演化；我們追蹤各類生物中的基因之間的關(guān)系及演化；我們構(gòu)建新的生命形式樹狀圖（tree of life）；我們還觀察新的演化進(jìn)程。DNA包含了許許多多我們需要了解的信息。

基因型如何轉(zhuǎn)化為表型？更深層次的解釋已經(jīng)展開了?；蚬δ堋⑸镉袡C(jī)體和生物種群如何應(yīng)對(duì)10億多年來不斷變化的環(huán)境？研究正在進(jìn)行中。我們探索了人類在非洲的起源、遷移和幾十萬(wàn)年來種族的形成。我們以百年為時(shí)間尺度進(jìn)行傳染病病原體測(cè)序，來研究流行病。我們研究引起動(dòng)物癌癥的病毒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了人類的致癌基因和腫瘤抑制基因。許多研究人員已不再研究病毒，轉(zhuǎn)而關(guān)注基因功能和導(dǎo)致人類癌癥的基因突變。癌癥，就像演化一樣，向我們呈現(xiàn)了一個(gè)基因組中的基因如何組合變化。我們已經(jīng)收集了大量的信息，現(xiàn)在需要從中提取有意義的部分。但是，我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，一般的分子生物學(xué)家不具備足夠的定量分析能力，去處理這些大數(shù)據(jù)、從中提取信息并將這些信息對(duì)應(yīng)到生物體的行為和形態(tài)。生命科學(xué)研究正轉(zhuǎn)向信息的儲(chǔ)存和組織、信息的讀取、信息的穩(wěn)定和修復(fù)，轉(zhuǎn)向?qū)π畔⒌倪x擇性使用，以解決養(yǎng)殖、營(yíng)養(yǎng)攝取和環(huán)境壓力所帶來的問題。

當(dāng)前的研究范式又轉(zhuǎn)回到綜合生物學(xué)或系統(tǒng)生物學(xué)，聚集了物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程學(xué)背景的人——他們學(xué)習(xí)生物，并與那些做實(shí)驗(yàn)或搞臨床研究的生物學(xué)家們合作。這種被Phil Sharp稱為“融合（convergence）”的合作科學(xué)，正開始在大學(xué)、醫(yī)學(xué)院和研究機(jī)構(gòu)中普及。

拓?fù)鋵W(xué)正被應(yīng)用于生物數(shù)據(jù)集，對(duì)不同信息的特征進(jìn)行歸類。信息理論被應(yīng)用于信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（化學(xué)或物理信號(hào)作為一系列分子事件在細(xì)胞間傳遞的過程，如蛋白質(zhì)磷酸化導(dǎo)致的細(xì)胞應(yīng)答），以確定在一個(gè)細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)中哪些基因包含了最大熵（一種對(duì)信息或者關(guān)聯(lián)的測(cè)量方式）。各種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計(jì)出來，用以解決生物學(xué)問題，并使機(jī)器學(xué)習(xí)能探以前未曾發(fā)現(xiàn)的關(guān)聯(lián)和范式。機(jī)器學(xué)習(xí)正在創(chuàng)造新的技術(shù)，而這些技術(shù)將改變我們研究生物學(xué)的方式。有些生物學(xué)的本科生和研究生項(xiàng)目對(duì)申請(qǐng)者的定量分析能力提出了要求，盡管定量分析目前在分子生物學(xué)領(lǐng)域還沒有太多應(yīng)用。受過物理或計(jì)算機(jī)訓(xùn)練的科學(xué)家開始做生物學(xué)的博后，學(xué)習(xí)生物研究的技能，為解決生物學(xué)問題做準(zhǔn)備。時(shí)間會(huì)告訴我們，這些學(xué)科融合會(huì)帶來什么樣的影響，生物學(xué)將走向何方。

整個(gè)二十世紀(jì)，物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家步入了生物學(xué)領(lǐng)域，有些人產(chǎn)生了相當(dāng)大的影響。其實(shí)多數(shù)情況下，“融合”持續(xù)不了太久。但這次會(huì)有所不同嗎?“融合生物學(xué)”會(huì)成為生物學(xué)的一個(gè)分支嗎？系統(tǒng)生物學(xué)會(huì)取代分子生物學(xué)成為最常見的研究方法嗎? 現(xiàn)在需要探索的問題是非同尋常的，探索這些問題的信息的深度是前所未有的，因此年輕科學(xué)家對(duì)生命科學(xué)的吸引力是顯而易見的。世紀(jì)之交的分子生物學(xué)家所發(fā)明的工具引發(fā)了一場(chǎng)生物信息革命，現(xiàn)在要做的是對(duì)其進(jìn)行分析和理解，而這需要新的技能。生物學(xué)工具將與計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理學(xué)和數(shù)學(xué)相融合，生物學(xué)的實(shí)踐者將經(jīng)歷另一個(gè)范式的轉(zhuǎn)變。

如果說，在生物學(xué)中經(jīng)歷一次范式轉(zhuǎn)變是艱苦的，那么經(jīng)歷兩次這樣的轉(zhuǎn)變則證明了科學(xué)正在取得的進(jìn)步和變化的速度之快。