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杜德纳小时候在夏威夷漫步，发现含羞草的叶子对接触颇为敏感，她对此疑惑不解。从那以后，她一直对自然的根本机制充满好奇，热情不减。这种蕨类植物的叶子被触摸后为何卷缩？化学反应如何引发生物活动？像我们儿时所做的一样，杜德纳学会了停下脚步，安静思考，想要弄清其背后的原理。
生物化学领域展现了活细胞内化学分子的运动方式，为这些问题提供了许多答案。但是，有一个专业对大自然展开了更加深入的探究，那就是结构生物学。罗莎琳德·富兰克林曾使用X射线晶体学成像技术，发现了DNA结构的支持证据。结构生物学家利用该类技术，努力呈现分子的立体图像。20世纪50年代早期，莱纳斯·鲍林发现了蛋白质的螺旋结构，沃森和克里克的DNA双螺旋结构论文应运而生。
杜德纳意识到，要想真正理解某些RNA分子是如何自我复制的，她就必须加强对结构生物学的学习。她说：“为了弄清此类RNA如何进行化学反应，我首先要知道它们的结构。”具体而言，杜德纳需要弄清自我剪接RNA在三维结构中的折叠方式。杜德纳清楚，此项工作与富兰克林的DNA结构研究异曲同工，这一对比令杜德纳心满意足。她说：“她（罗莎琳德·富兰克林）对所有生命的核心分子的化学结构提出了类似的问题。她认为，该分子结构会帮助我们全面理解DNA分子的自我复制机理。” 1
杜德纳还感觉到，一旦弄清核酶结构，便可能开发出开创性基因技术。托马斯·切赫与西德尼·奥尔特曼曾共同荣获诺贝尔奖，在两人的颁奖词中，我们可以找到些许暗示：“以后，治愈基因性疾病将成为可能。我们若在未来使用基因剪接技术，就需要更进一步了解相关分子的机制。”基因剪接技术，没错，诺贝尔奖委员会确有先见之明。
耶鲁大学冉冉升起的明星珍妮弗·杜德纳
杰克·绍斯塔克承认，自己并非一位视觉思想家，也不是结构生物学领域的专家。而对杜德纳而言，这便意味着她要离开绍斯塔克实验室了。因此，1991年，杜德纳开始考虑选择自己博士后研究工作的地点。有一个显而易见的选择：博尔德市科罗拉多大学的托马斯·切赫。切赫是一位结构生物学家，因发现具有催化作用的RNA，与奥尔特曼共同获得诺贝尔奖，而杜德纳和绍斯塔克此前一直从事该类研究。切赫当时正使用X射线结晶，探究RNA结构中的每一个细节。
杜德纳此前就已认识切赫。1987年夏，杜德纳在冷泉港做完报告、手心冒汗之际，正是切赫轻声告诉她：“干得不错。”同一年，杜德纳在一次科罗拉多之旅期间，再次与切赫见面。杜德纳回忆道：“因为我们是友好相待的竞争对手，在内含子自我剪接的发现方面彼此竞争，所以我交给他一张纸条。”
因为当时电子邮件尚未普及，杜德纳交给切赫的纸条名副其实。在纸条上，她写道，自己打算去博尔德市，她询问切赫她有没有可能参观他的实验室。一天，杜德纳在绍斯塔克实验室工作时，切赫打来电话，同意她参观其实验室。对于切赫迅速予以答复，杜德纳喜出望外。接到切赫电话的同事打电话告诉杜德纳：“嗨，汤姆·切赫想要和你通话。”杜德纳的实验室同事好奇地看着她，而杜德纳只是耸了耸肩。
周六，两人在博尔德市见面。切赫把自己两岁的女儿带到了实验室。切赫将女儿抱到自己腿上，与杜德纳聊天。切赫的智慧和父爱深深吸引了杜德纳。两人的相遇是竞争与合作结合的一个例证，是科学研究（以及诸多其他工作）所具有的特征。杜德纳说：“我认为，汤姆之所以和我见面，不仅是因为绍斯塔克实验室当时正在进行具有潜在竞争力的研究，还由于我们可能存在彼此学习的机会。他可能认为，他能以此获得我们实验室工作的一些信息。”
1989年，杜德纳获得博士学位。随后，她决定在切赫这里完成博士后工作。“我意识到，如果我真想弄清RNA分子结构，那么进入顶尖的RNA生物化学实验室将是明智之举。有比汤姆·切赫更好的人选吗？切赫实验室是最先发现自我剪接的内含子的地方。”
杜德纳决定前往博尔德市完成博士后工作还有一个原因。1988年1月，杜德纳与汤姆·格里芬结婚。格里芬是哈佛大学医学院的一名学生，当时在杜德纳隔壁的实验室工作。杜德纳说：“他在我身上看到了当时我自己看不到的东西，包括科学方面的能力。他鞭策我，使我变得更加自信无畏。没有他，我就不会完成这种改变。”
格里芬出身于军人家庭，热爱科罗拉多。杜德纳说：“获得学位后，我们便考虑去哪里，他非常想搬到博尔德市。我意识到，如果我们去博尔德市，我可以和汤姆·切赫共事。”因此，1991年夏，两人搬到博尔德市，格里芬在一家初创生物技术公司任职。
最初，两人的婚姻幸福美满。杜德纳买了一辆山地自行车，两人会沿着博尔德河骑行。杜德纳还学会了溜旱冰，而且她会到全美各地去滑雪。但是，杜德纳热爱的是科学，而格里芬无法像她一样一心一意地专注于研究。对格里芬而言，科学是一个朝九晚五的工作，自己也无意成为一名科研人员。格里芬热爱音乐和阅读，并且成为早期的个人计算机爱好者。他兴趣广泛，杜德纳对此予以尊重，却没有与之共同的兴趣。杜德纳说：“我是一个心里时时刻刻想着科学的人。我一直关注实验室的化学实验和下一项实验，以及需要钻研的更为重大的问题。”
杜德纳认为，两人的差异“反映了自己的缺点”，但是我不确定她是否真的这么认为。人们在完成工作、满足兴趣方面所用的方法各不相同。杜德纳希望晚上和周末在实验室做实验。并非所有人都应像她一样，但有些人的确应该如此。
几年以后，两人决定分道扬镳，办理离婚。杜德纳说：“我的下一项实验在我脑海中挥之不去，我无法自拔，而他却没有同样强烈的感受。因此，我们之间出现了一道无法修复的隔阂。”
杜德纳以博士后身份来到科罗拉多大学时，她的任务是绘制切赫发现的内含子的衍射花样，显示所有原子、连接和形状，该内含子可能是一个能够自我剪接的RNA片段。如果杜德纳成功弄清其三维结构，这将有助于解释该内含子的弯曲与折叠过程如何组合正确的原子，引起化学反应，使RNA片段自我复制。
这是一次风险颇高的冒险，需要进入该领域人迹罕至的区域。当时，与RNA结晶相关的研究并不多。在大多数人眼中，杜德纳是一个疯子。但是假如她大获成功，这将为科学带来巨大回报。
20世纪70年代，生物学家就已弄清了一个更小、更简单的RNA分子的结构。但是在那以后的20年里，科学家们在该项研究中几乎没有取得任何进步。因为科学家们发现，分离更大且复杂的RNA、获得其衍射花样困难重重。杜德纳的同事告诉她，在当时，只有傻瓜才会大费周章，寻求复杂RNA分子的清晰图像。正如切赫所言：“假如我们为该项目向美国国立卫生研究院申请资金，他们一定会对我们冷嘲热讽，然后把我们赶出去。” 2
该项研究要做的第一步是RNA结晶。换言之，将液态RNA转变为井然有序的固态结构。为了使用X射线晶体学和其他成像技术，看清RNA的外形和组成部分，这一步必不可少。
杜德纳的助手名叫杰米·凯特（Jamie Cate），是一位沉默寡言却积极向上的研究生。此前，凯特一直使用X射线结晶研究蛋白质结构。而他在见到杜德纳后，便加入了她的探险，专注于RNA研究。杜德纳说：“我向他介绍了我正在研究的项目，他颇感兴趣。答案的确存在，正等待我们获取。但我们不知道会有何发现。”他们将成为一个新领域的先驱。当时，连RNA分子是否像蛋白质一样具有清晰分明的结构，都尚不明确。与汤姆·格里芬不同，凯特喜欢全身心投入实验室工作。他和杜德纳每天都就RNA如何结晶展开讨论。不久，两人便一起喝咖啡或偶尔共进晚餐，继续着讨论。
在科学界，随机事件屡见不鲜：一个微不足道的错误会带来重大发现。比如亚历山大·弗莱明（Alexander Fleming）培养皿内的霉菌推动了青霉素的发现。一天，一名与杜德纳共事的技术员尝试培养晶体，她在一个无法正常工作的培养箱内进行了实验。两人原以为实验会毁于一旦，但是通过显微镜观察样本时，两人可以看到晶体在不断增加。杜德纳回忆道：“晶体内含有RNA。这些晶体美丽迷人。此项突破首次向我们证明，要获得此类晶体，就必须提高温度。”
另一项进展表明，其他聪明人在同一地点能产生同样持久的力量。汤姆和琼·斯蒂兹是一对夫妻，是耶鲁大学的生物化学家，从事RNA研究。两人当时正在博尔德市享受为期一年的公休假。汤姆特别善于社交，喜欢拿着一杯咖啡，在切赫实验室的午餐室闲逛。杜德纳告诉汤姆，一天早上，她得到了自己所研究的RNA分子的漂亮晶体，但是在X射线下，这些结晶很容易迅速分解。
汤姆·斯蒂兹告诉杜德纳，他在耶鲁大学自己的实验室一直在测试一项新的低温冷冻晶体技术。实验室研究人员会将晶体投入液氮，使晶体迅速冷却。这样一来，即使晶体暴露于X射线中，其结构也可以得到保存。汤姆随后便安排杜德纳乘机飞往耶鲁大学，与自己实验室开创该技术的研究人员共处一段时间。这一做法取得了令人满意的效果。杜德纳说：“当时我们知道，我们的晶体结构清晰有序，足以使我们最终破解其结构之谜。”
在汤姆·斯蒂兹位于耶鲁大学的实验室，诸如低温制冷机等创新技术和设备获得了资金支持。杜德纳走访该实验室的经历帮助她下定决心，于1993年秋接受该实验室的教授职位，并可能成为终身教授。杰米·凯特想要陪她一同前往，这并不令人意外。杜德纳联系耶鲁大学，帮助杰米做了安排，让他以研究生身份转入杜德纳的实验室。杜德纳说：“耶鲁大学要求他重新参加资格考试。你肯定能想象，他在考试中获得了很棒的成绩。”
通过使用过冷技术（super-cooling techniques），杜德纳和凯特获得了可以进行良好衍射的晶体。但是，晶体学中的“相位问题”成了两人面前的拦路虎。X射线探测器只能准确测量波的强度，但无法测量其相位。攻克该问题的一个方法是，将重金属化合物与蛋白质晶体结合。X射线衍射花样会显示重金属离子的坐标，可用于帮助计算分析出分子的其他结构。此前，科学家用这种方法解析了蛋白质结构，但是却没有人知道如何将该方法用于研究RNA结构。
凯特解决了这一问题。他使用了一种叫六亚甲基四胺锇（osmium hexamine）的物质。该物质结构有趣，可自行嵌入RNA分子。因此，通过X射线衍射，一张电子密度图得以生成，以提供他们所研究的RNA重要折叠结构的线索。像沃森和克里克过去为研究DNA结构所做的一样，杜德纳和凯特启动了创建此类密度图的流程，随后搭建可能的结构模型。
1995年秋，两人的研究工作进入最关键的时期。此时，杜德纳接到了父亲的一通电话。她的父亲确诊长有黑色素瘤，而肿瘤已转移至大脑。父亲告诉杜德纳，自己的生命仅剩下三个月。
在那年秋天的剩余时间里，杜德纳乘飞机一直往返于纽黑文和希洛，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，其间花了数小时与凯特通电话。凯特每天会通过传真或电子邮件，向杜德纳发送一张新的电子密度图，两人会探讨如何解析它。杜德纳回忆道：“那段时间令人难以置信，我经历了大起大落，情绪起伏剧烈。”
幸运的是，杜德纳的父亲对其研究确实颇感兴趣，她遭受的折磨也因而有所减轻。在病痛缓和的间隙，杜德纳的父亲会让她解释最新收到的图像。她会走进父亲的卧室，而父亲躺在床上，眼睛盯着最新数据。父亲会先就图像进行提问，然后两人才会谈论父亲的身体状况。杜德纳说：“父亲的做法使我想起在我小时候，他就对科学充满好奇，我也因他而同样拥有这份好奇心。”
那年11月，杜德纳看望父亲，陪他过了感恩节。在此期间，杜德纳收到从纽黑文发来的一张电子密度图。她发现，这张图的质量颇高，可以依据这张图确定RNA分子结构。在图中，她可以实实在在地看见RNA如何折叠成一个令人惊叹的立体结构。虽然无数同事都声称杜德纳和凯特必将无功而返，两人依然进行了两年多的研究。现在，最新数据显示，两人已大获成功。
当时，杜德纳的父亲卧床不起，几乎不能动弹。但是，他意识清醒。杜德纳走进父亲的卧室，向他展示了一张打印出来的彩色图像。图像是根据最新密度图数据文件绘制的，看上去如同一根绿色丝带，弯折成了很酷的形状。父亲打趣道：“这看起来像绿色的意大利宽面条。”然后，他严肃地问：“这张图说明了什么？”
杜德纳设法向父亲解释。在此过程中，她得以厘清自己对数据的想法。两人注视着图上的一块区域，这片区域由一簇金属离子构成。杜德纳思考着RNA在该金属离子簇周围折叠的方式。她认为：“也许此处有一个金属核心，促使RNA折叠成此类扭曲的形状。”
父亲问：“为什么这至关重要？”杜德纳解释说，由于RNA仅含有几个化学组成部分，因此RNA会通过不同的折叠方式完成复杂任务。随着RNA研究而来的其中一个挑战在于，RNA是一种仅由4种化学组成部分构成的分子，这与蛋白质截然不同——蛋白质含有20种组成部分。杜德纳说：“因为RNA的化学组成更为简单，所以挑战在于想明白RNA如何折叠成一个独特的形状。”
那次探访让杜德纳明白，时间如何加深了自己与父亲的关系。父亲会严肃地对待科学，也认真地对待杜德纳。他不仅关注所有细节，也着眼大局。杜德纳回想起自己参观父亲的教室，看见父亲满怀热情地表达心声的时光，也回想起不那么愉快的时光——因为认为父亲以貌取人甚至对他人怀有偏见，她便对父亲火冒三丈。不论是在化学领域还是在生活中，“纽带”的形式各有不同。有时，思想的互通最为强大。
几个月后，马丁·杜德纳离开人世。珍妮弗与母亲、妹妹和朋友一起进行远足，将父亲的骨灰撒在希洛附近的威庇欧山谷。山谷名字的含义是“蜿蜒曲折的河流”。山谷的河流蜿蜒曲折，穿过郁郁葱葱的荒野，途经许许多多美丽迷人的瀑布。在陪同杜德纳一家的朋友中，有曾指导珍妮弗的生物学教授唐·赫姆斯，还有珍妮弗的儿时密友丽萨·欣克利·特威格-史密斯。特威格-史密斯回忆道：“随着他的骨灰随风飘散，当地特有的一种叫艾奥的老鹰从高空飞过。这种鹰与神明密切相关。” 3
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电子密度图，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。”
杜德纳的父亲去世和她的首个重大科学突破几乎同期而至。她和凯特及实验室的同事成功确定了自我剪接的RNA分子中每一个原子的位置。具体而言，他们发现了促使RNA弯曲折叠的关键结构域，并确定了它的三维结构。在这一关键结构域，一簇金属离子成了一个结构折叠的核心。如同DNA双螺旋结构揭示了DNA如何存储并转移遗传信息一样，杜德纳和其团队发现的结构说明了RNA如何变成酶，如何能够自我切割、拼接和复制。 4
论文发表后，耶鲁大学发布了一条通讯，吸引了纽黑文当地一家电视台的关注。在设法解释核酶为何物后，新闻主持人报道称，核酶令科学家们迷惑不解，因为科学家们从未见过核酶的形态。主持人说：“但是现在，一支由耶鲁大学科学家珍妮弗·杜德纳领导的团队终于能够捕捉到该分子的一隅。”该篇报道放了一张杜德纳的特写。她朝气蓬勃，一头黑发，在实验室里展示着自己电脑屏幕中一张模糊的图像。她说：“我们希望我们的发现能提供线索，帮助我们理解如何改造核酶，将其用于修复存在缺陷的基因。”虽然杜德纳当时并没有考虑太多，但这是一段意义重大的讲话。这段话将成为征程的起点。在这段征程中，人类将把关于RNA的基础科学转变为基因编辑的工具。
一档在多家电视台播放的新闻科学节目发布了另一份更高水平的报道。在该报道中，杜德纳身着白色的实验室工作外套，手拿移液器，将溶液装入试管。她解释说：“15年前，人类就已知道，在细胞中，RNA分子具有同蛋白质一样的作用，但是没人知道RNA分子发挥该作用的原理，因为没人真正知道RNA分子是什么样子的。现在，我们已能看到，RNA分子是如何自我折叠成一个复杂的三维结构的。”当被问及该发现有何意义时，杜德纳再次说明了自己的未来研究：“一种可能性是，我们将可以治愈或治疗存在基因缺陷的人。” 5
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，在最为基础的科学领域扬名立万。这一领域就是RNA结构研究。