下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
会议产生了结果。2011年春，在出席一场于波多黎各举行的会议期间，杜德纳有机会与埃玛纽埃勒·沙尔庞捷见面。沙尔庞捷是一位四处奔波的法国生物学家，既充满神秘感，又具有巴黎人无忧无虑的特质，颇具吸引力。沙尔庞捷同样一直从事CRISPR研究，全心专注于Cas9这一CRISPR相关酶的研究。
沙尔庞捷谨小慎微，却魅力十足，是一个在诸多城市和实验室之间奔走的女性。沙尔庞捷获得了许多学位，参与了诸多博士后项目，却几乎从未全身心投入任何项目，而总是愿意收拾好实验设备，奔走四方，从不表现出担忧或暴露自己热爱竞争的天性。因此，沙尔庞捷与杜德纳截然不同。也许正因如此，两人起初一见如故，但与建立情感联系相比，两人更多地在科学方面产生了共鸣。两人的微笑都温暖人心，令自己的保护层几乎无影无踪。
沙尔庞捷在巴黎塞纳河以南一个绿树成荫的郊区长大。她的父亲负责管理街区公园系统，母亲是一家精神病院的行政护士。一天，12岁的沙尔庞捷路过巴斯德研究所。该研究所是巴黎的传染病研究中心。她告诉自己的母亲：“我长大后要在那里工作。”几年后，在必须为自己的中学毕业会考选择专业领域，决定大学要学习的课程时，沙尔庞捷选择了生命科学。 1
沙尔庞捷对艺术也颇感兴趣。她的一位邻居是音乐家，会参加音乐会表演。沙尔庞捷曾在这位邻居那里上钢琴课。她还曾学习芭蕾，20岁前，她持续接受了良好的训练，具备成为职业舞者的潜力。她说：“我想成为一名芭蕾舞者，但是最终我意识到，以跳芭蕾舞为职业需承担太多风险。我的身高距标准高度差几厘米，我的韧带也存在问题，影响了我右腿的伸展动作。” 2
沙尔庞捷发现，有些艺术课的内容同样适用于科学。她说：“在艺术和科学领域，方法论至关重要。你还必须了解基本原理，掌握相关方法。做到这一点，需要坚持不懈，不断重复实验，完善基因克隆所需的DNA的方法，然后继续重复进行实验。这是训练的一部分，就像芭蕾舞演员努力训练一样，需要夜以继日重复相同的动作，使用相同的方法。”无独有偶，一旦科学家掌握了基本规律，她就必须融入创新。她解释说：“你必须严以律己，而且必须知道何时放松自我，使用创新方法。在生物研究中，我学会了如何将坚持和创新正确结合。”
埃玛纽埃勒·沙尔庞捷
为了兑现自己对母亲的诺言，沙尔庞捷在巴斯德研究所攻读研究生。在研究所学习期间，她了解到细菌是如何对抗生素产生抗性的。在实验室，她感到轻松自在。实验室是坚持自我和进行深思的圣殿。在追求自我发现的道路上，沙尔庞捷既能富于创造力，也能独立自主。她说：“我希望自己不仅把自己视为一个学生，也视作一名科学家。我不仅想学习知识，也想看到自己创造知识。”
沙尔庞捷努力成为博士后，进入位于曼哈顿的洛克菲勒大学，在微生物学家伊莱恩·图曼宁（Elaine Tuomanen）的实验室从事研究工作。当时，图曼宁正就导致肺炎的细菌如何发生DNA序列变化进行研究，正是该变化令其对抗生素产生抗性。到实验室的那天，沙尔庞捷发现图曼宁正带着博士后们将实验室搬到孟菲斯的圣裘德儿童研究医院。沙尔庞捷在该医院与图曼宁实验室的另一位博士后罗杰·诺瓦克（Rodger Novak）共事。诺瓦克在随后的一段时间与沙尔庞捷成为情侣，之后两人成为业务伙伴。在孟菲斯期间，两人与图曼宁就一项重要研究联合发表论文，证明诸如青霉素等抗生素如何激活细菌中的自杀性酶，溶解细菌自身的细胞壁。 3
沙尔庞捷拥有亚里士多德式的思想和精神，每时每刻都整装待发，她以这样的精神面貌搬到了新城镇，开展新课题。她之所以如此，是因为她在孟菲斯获得的一项发现令她感到不快。此项发现是：密西西比河的蚊子喜爱法国人的血。此外，沙尔庞捷想要转移注意力，不再关注诸如细菌等单细胞微生物，转而了解哺乳动物基因，其中以老鼠为主。因此，她转至纽约大学的一间实验室。在该实验室，她撰写了一篇论文，论述了操控老鼠基因从而调节其毛发生长的方法。沙尔庞捷还进行了第三项博士后研究。在此期间，她与诺瓦克一起，专注于研究小RNA分子在调节酿脓链球菌基因表达中的作用。酿脓链球菌是一种细菌，会引发皮肤感染和链球菌性咽炎。 4
2002年，在美国学习6年后，沙尔庞捷回到欧洲，担任维也纳大学一间微生物和基因学实验室负责人。但是，她再度变得心神不宁。沙尔庞捷说：“维也纳人太了解彼此了。人与人之间的互动影响近乎停止，社会结构束缚了人的手脚。”显然，她并未将此视为一种好处，而是一个问题。因此，2011年，沙尔庞捷与杜德纳见面时，几乎没有带走自己实验室的研究员，而是只身搬到瑞典北部的于默奥。于默奥距离斯德哥尔摩400英里，与维也纳迥然不同。于默奥大学建于20世纪60年代，由现代建筑群组成。其所在土地曾是驯鹿群牧场。该所大学的树木研究最为著名。沙尔庞捷承认：“的确，搬到于默奥是一次冒险举动，但是我获得了思考的机会。”
自1992年进入巴斯德研究所以来，沙尔庞捷在10所研究院工作过，遍及5个国家的7个城市。她漂泊不定的生活既反映也强化了她拒绝建立纽带的事实。沙尔庞捷没有结婚，没有家人，在不影响个人人际关系的情况下，她会努力做出改变并适应环境。她说：“我自己一个人自由自在，不依靠合作关系，我享受这种自由。”她讨厌“工作与生活间的平衡”这种说法，因为这表明，工作与生活是非此即彼的关系。她说，自己在实验室工作，对“科学热情满满”，这些“与对其他事物的热情一样，能带给我充实的幸福感”。
与其研究的微生物一样，沙尔庞捷对适应新环境的需要促使她持续创新。她说：“我的直觉让我永不停步。这种直觉虽然可能时有时无，但是颇为有益，可以确保你永远不会故步自封，停滞不前。”对沙尔庞捷而言，辗转各地是她反复思考自己的研究、迫使自己重新开始的方式。她说：“一个人四处辗转越频繁，分析新情况的能力就越强，也越能看到长期在系统内的其他人无法发现的事情。”
在大多数情况下，辗转各地也令沙尔庞捷感到自己是一位外国人。这种感受与珍妮弗·杜德纳儿时在夏威夷的感受别无二致。沙尔庞捷说：“明白如何做一名局外人至关重要，你永远不会感到舒适自在。知道这一点可以为你带来动力，促使你不去追求安逸。”和许多善于观察、创意十足的人一样，沙尔庞捷发现脱离感或一点儿距离感能帮助自己更擅长认清事物本质，有助于自己践行路易·巴斯德
常说的格言：“命运总是垂青有准备的人。”
因此在一定程度上，沙尔庞捷成了既能全神贯注又会心神不定的科学家。她的穿衣打扮无可挑剔，甚至在骑自行车时也张弛有度，优雅迷人。但是她属于典型的心不在焉的教授。离开于默奥后，沙尔庞捷搬至德国柏林。我去柏林与她见面时，她骑自行车来到我所在的酒店，迟到了几分钟。原来她早上刚去游览了慕尼黑。离开车站时，她发现自己把行李忘在了火车上。她努力在终点站赶上了火车，拿回了行李，然后骑自行车来到我所在的酒店。沙尔庞捷的实验室位于酒店附近的马克斯·普朗克传染病研究所。研究所位于柏林市中心著名的夏里特医学院内。在我和沙尔庞捷出行前往她实验室的路上，她刻意沿着一条主干道，推着自行车前行。经过几个街区后，她发现自己带错了路。第二天，我和一个朋友带沙尔庞捷去艺术博物馆参观展览。在从售票处前往主入口的路上，沙尔庞捷弄丢了入场门票。我们去一家安静的日本餐馆吃晚餐时，她把手机落在了餐馆。但是，当我们坐在她实验室的办公室，或享用寿司套餐时，沙尔庞捷能全神贯注、滔滔不绝地说上几个小时。
2009年，沙尔庞捷即将离开维也纳，前往于默奥。CRISPR研究人员均在专注于研究Cas9酶，认为其是最有趣的CRISPR相关酶。研究人员已证明，如果你抑制细菌中的Cas9酶，CRISPR系统就再也无法切割入侵细菌的病毒。研究人员还确定了复合体中的另一元件，即CRISPR RNAs，简称crRNAs的关键作用。这些RNA小片段包含以往向细菌发动攻击的病毒的部分基因密码。病毒设法再次入侵时，该crRNA会引导CRISPR相关酶向该病毒发起攻击。这两个元素是CRISPR系统的核心：发挥导向作用的一小段RNA片段，以及一种起剪刀作用的酶。
在CRISPR-Cas9系统中，还有一个组成部分发挥了根本性作用，或者说，研究证明它发挥了两项作用。该部分名叫“反式激活CRISPR RNA”，或叫tracrRNA，念作“tracer-RNA”（示踪RNA）。请记住该分子。在我们的故事中，它将发挥巨大作用。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。科学争论的焦点往往在于有谁留下脚印，以及每个脚印有多么重大的实际意义。结果证明，在获得tracrRNA相关发现的过程中，情况同样如此。
事实证明，tracrRNA完成了两项重大任务。第一，它促进生成了crRNA。crRNA携带了此前入侵病毒的信息的序列。第二，它发挥了手柄的作用，帮助锁定入侵细菌的病毒，进而使crRNA得以瞄准正确位置，帮助Cas9酶进行切割。
发现这些tracrRNA作用的进程始于2010年。当时，沙尔庞捷发现，自己的细菌实验中不断出现了tracrRNA分子。虽然她无法确认该分子的作用，但是她发现，该分子位于CRISPR间隔序列附近。因此，沙尔庞捷猜测，两者彼此关联。通过删除某些细菌中的tracrRNA，她成功通过检测发现了两者的关系。结果显示，删除tracrRNA后，细菌无法生成crRNA。研究人员此前从未证实细菌细胞内的crRNA是如何生成的。现在，沙尔庞捷提出了一个假设：tracrRNA指引短crRNA产生。
当时，沙尔庞捷即将前往瑞典。她在维也纳的实验室的研究人员向她发了一封电子邮件，在邮件中称他们已证明，缺少tracrRNA就无法产生crRNA。看到这一消息，沙尔庞捷通宵制订了实验室长期计划，要求实验室研究人员按计划采取下一步行动。沙尔庞捷说：“我对tracrRNA着了迷。我坚持己见。坚持不懈对我而言至关重要。我说：‘我们必须努力研究！必须有人关注tracrRNA研究。’” 5
问题在于，在沙尔庞捷位于维也纳的实验室，没人有时间和意愿开展tracrRNA研究。这是一名四处辗转的教授具有的劣势：你没带学生一起做研究，他们就转而研究其他事物了。
即使沙尔庞捷不断辗转各地，她也曾考虑亲自做实验。但是最终，她在自己维也纳的实验室找到了一名志愿者：伊莉莎·德尔切娃（Elitza Deltcheva）。德尔切娃是一名年轻的保加利亚学生，当时正努力攻读硕士学位。沙尔庞捷说：“伊莉莎活力十足，她对我充满信心。虽然她当时仅仅是一名硕士研究生，但是她理解当时的情况。”德尔切娃甚至说服了一名研究生与她合作。这位研究生名叫克日什托夫·奇林斯基（Krzysztof Chylinski）。
沙尔庞捷的小团队发现，CRISPR-Cas9系统仅使用三种成分，便完成了防病毒任务：tracrRNA、crRNA和Cas9酶。tracrRNA获取长RNA链，通过处理，将其变为小段crRNA，然后这些小片段会瞄准发动攻击的病毒的特定序列。团队成员准备了一篇论文，打算在《自然》杂志上发表。2011年3月，《自然》杂志发表了该论文。在论文中，德尔切娃为第一作者。其他拒绝提供帮助的研究生则遭历史遗忘，不见踪影。 6
2010年10月，在一场于荷兰举行的CRISPR会议上，沙尔庞捷就团队发现做了报告。她遭遇困难，论文无法通过《自然》杂志的编审流程。在论文出版前，将研究公之于众则颇具风险。但是沙尔庞捷认为，也许其中一名论文审稿人就在听众之中，自己能说服他加快完成审稿流程。
在做报告的过程中，沙尔庞捷紧张不安。因为她还没有弄清，tracrRNA促进crRNA生成后会怎么样。届时，tracrRNA是否已经完成任务？或者指导Cas蛋白切割发动入侵的病毒时，两个小型RNA是否行动一致？其中一名听众直截了当地问了沙尔庞捷一个问题：“三个元素是否能组成一个复合体？”沙尔庞捷尝试回避了这一问题。她说：“我设法一笑了之，故意以难以理解的解释蒙混过关。”
根据沙尔庞捷当时的了解，这一问题可能会让人难以理解。但是，该问题引发了一系列争论，证明了在涉及谁来获得每一个小进步所带来的荣誉的问题时，CRISPR研究人员，尤其是杜德纳，有多么争强好胜。事实上，tracrRNA的确会在切割处继续发挥作用。后来，沙尔庞捷和杜德纳共同于2012年撰写并发表了一篇开创性论文，tracrRNA的作用便是论文提及的诸多发现之一。但是，数年后，沙尔庞捷有时会做出暗示，表明自己在2011年便已知道这一发现。杜德纳对此颇为生气。
我就此事追问沙尔庞捷时，她承认，实际上，2011年在《自然》杂志上发表的论文中，自己并未描述tracrRNA的全部作用。沙尔庞捷说：“tracrRNA需要继续保持同crRNA的关联性。对我而言，这一点似乎显而易见，但是我们并没有充分理解全部细节。因此，我们并未在论文中提及该方面的内容。”沙尔庞捷进而决定，在找到令人信服的方式再用实验进行证明后，才会就tracrRNA的全部功能撰写论文。
沙尔庞捷曾研究活细胞内的CRISPR系统。该项研究需要生物化学家参与，才能进行下一步。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。这就是沙尔庞捷想要与杜德纳见面的原因。2011年3月，美国微生物学会在波多黎各举行会议，安排杜德纳在会上发言。沙尔庞捷说：“我知道我们两人都将参会。我提醒自己，要找机会与她谈谈。”
会议第二天下午，珍妮弗·杜德纳走进在波多黎各下榻的酒店的咖啡店时，沙尔庞捷正按照自己的习惯，独自一人坐在角落的一张桌子旁。在所有赞助人中，沙尔庞捷最为优雅迷人。杜德纳和朋友约翰·范德乌斯特结伴而行。范德乌斯特是荷兰的CRISPR研究员。他看见了沙尔庞捷，主动把她介绍给杜德纳。杜德纳回答道：“太好了，我读过她的论文。” 7
杜德纳发现，沙尔庞捷可爱迷人：她略显羞涩，或佯装羞涩，又幽默风趣，引人注意，同时颇具时尚气质。杜德纳说：“我马上感到她充满热情，机智幽默，令我印象深刻。我立刻对她心生好感。”两人聊了一会儿。接着，沙尔庞捷建议，她们共同展开一场更为严肃的讨论。沙尔庞捷说：“我一直想联系你，谈谈合作的事情。”
第二天，两人共进午餐。餐后，两人在老城圣胡安的鹅卵石街道上漫步。当讨论内容转向Cas9时，沙尔庞捷兴奋起来。她力劝杜德纳：“我们必须彻底弄清其作用原理，搞清楚Cas9用何种机制剪切DNA。”
沙尔庞捷为杜德纳严肃认真和对细节的关注所吸引。沙尔庞捷告诉杜德纳：“我认为，和你合作会颇为有趣。”沙尔庞捷热情洋溢，杜德纳同样为之动容。杜德纳回忆道：“沙尔庞捷说，与我合作会颇为有趣。不知为何，她的表达方式令我很紧张。”引起杜德纳兴趣的另一个原因是，这种类似侦探故事的情况赋予自己使命感：搜寻解开一项生命基本奥秘的钥匙。
就在杜德纳出发前往波多黎各前，她与马丁·吉尼克进行了一场关于职业咨询的对话。吉尼克是杜德纳实验室的博士后，一直从事Cas1和Cas6的结构研究。吉尼克怀疑自己能否成为成功的科研人员。结果证明，这种担心是杞人忧天。此前，吉尼克考虑过转行成为一家医学期刊的编辑，但是他最终决定放弃。吉尼克告诉杜德纳：“我认为，我会在你的实验室再工作一年。你想让我进行哪方面的研究？”吉尼克说他对开展自己的CRISPR项目尤为感兴趣。
因此，听说沙尔庞捷对CRISPR研究热情满满时，杜德纳认为这是完美适合吉尼克的项目。杜德纳告诉沙尔庞捷：“我的实验室有一位出色的生物化学家，他也是一名结构生物学家。”8两人同意，为吉尼克和沙尔庞捷实验室的博士后克日什托夫·奇林斯基牵线搭桥。奇林斯基生于波兰，是一位分子生物学家。沙尔庞捷搬到于默奥时，奇林斯基留在了维也纳。此前，奇林斯基参与了沙尔庞捷早期关于Cas9的论文的相关研究。四人携手合作，将获得现代科学中最为重大的一项进步。