● 加利福尼亚大学伯克利分校生物化学、分子生物学与生物医学教授
● 曾获2015年生命科学突破奖
◆“我们知道,很多人都会对这种技术产生极大的兴趣。”
20世纪70年代,我在夏威夷的希洛小镇上长大,在那里上了中小学。我们举家从密歇根搬去了夏威夷,这对我来说意味着与过去彻底诀别。夏威夷文化对我们来说是全新的文化,我身边各种出身的人都有,我也受到了两种文化的影响,说实话我很震惊。我看起来跟别人不一样,我比他们矮,感觉自己就像是一个待在美国的外国人。我的眼睛和头发是别的颜色,我很不适应这样的环境。我和同学们待在一起时,感觉自己就是个异类。后来我意识到并不是所有人都看起来一模一样,于是我开始思考我从哪里来,我应该变成什么样子。我认为这就是影响我进入科学界的因素。我是个矮个子的呆瓜,会为自然与化学而激动。我喜欢化学和数学,在我当时就读的学校里,像我这样的小女孩有这样的爱好是很罕见的。在我看来,学校和我就像是油和水,我始终不能融入学校的环境。
某种程度上来说是有的。我生长在夏威夷,那里的环境独一无二。我在那里交到了很好的朋友,他们的兴趣爱好截然不同。我从中学会了要重视不同的观点和视角,现在对我来说最重要的就是保持开放的心态,不断观察。我认为这是科学家应该具有的品质。
我有很多重要的导师,第一个就是我父亲。他是一位美国文学教授,他认为我的智商很高。我母亲和他都愿意支持我的爱好,当我父亲发现我对科学感兴趣时,他便全力支持我。我们经常在吃晚饭的时候讨论一些与自然有关的事物,这些经历给了我很大帮助。
让我的思维变得更敏锐,我喜欢这种说法。最开始是我父亲,后来当然也有很多人给了我支持和帮助。我的高中英语老师叫鲍勃·希利尔(Bob Hillier),他教会我如何思考、如何写作、如何表达自己的想法。我经常会回想起我的高中生活,因为那段日子对我来说真的意义非凡。
我不去想我是一名女科学家,也不去想我是科学界的一名女性,我只把自己当成一名科学家。我优先考虑的总是如何把工作做好。我也遭到过别人的质疑,尤其是在前几年。比如我高中的联络老师就说:“女孩子不能进科学圈。”但我是一个非常固执的人,我心想:这个小女孩以后一定要进科学圈,一定要坚持下去,没有什么能够阻挡我。我觉得我们研究的一些课题都很有趣,CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats,规律间隔成簇短回文重复序列)就是一个很好的例子。我发现CRISPR能够帮助我们掌握有关进化的基本知识,所以我想先研究这个课题。虽然有人说:“这个项目太荒唐了,也不是特别有趣,以前都没人听说过。”但我认为这个课题是生物学研究的重要组成部分之一,所以我一直在研究,为此我感到很开心。
我第一次讨论CRISPR这个课题是和伯克利(Berkeley)的一位同事吉尔·班菲尔德(Jill Banfield)一起。她是第一批注意到DNA和细菌内CRISPR/Cas系统
的科学家之一,她提出了一个问题:这种系统的功能是什么?我们实验室研究过一些分子,这些分子是CRISPR/Cas免疫系统的一部分,细菌体内也有这种分子。
是的,科学的奇妙之处在于,很多想法和研究都源于合作,埃玛纽埃勒和我的情况也是如此。我们在讨论她研究的某种细菌的CRISPR系统时,发现了一个有关Cas9蛋白功能的基本问题,Cas9蛋白在这种细菌内很活跃,但我们都无法凭借一己之力完成对这种蛋白质的研究,所以我们决定一起合作寻找答案。
是的,因为我一直以来都是这么搞研究的。我经常与其他科学家一起合作,无论是在我的实验室里还是和其他专业的外部人士一起,合作是我的工作常态。我优先考虑的是怎样与比我更聪明的人一起做研究,以达到最好的合作效果。如果我有机会跟他们合作,我会尽力做到最好。
她住在瑞典的于默奥(Umea),那个地方靠近北极圈,地理位置得天独厚,因为一到夏天,白昼就很长。不管白天还是晚上,她有空就会给我写信:“珍妮弗,我还没睡,因为太阳还没下山,我睡不着,我还在想我们做的这个项目。”我们乐此不疲。她幽默感十足,聪明绝顶,我们一直都在愉快地交流我们的想法,这样的合作持续了大概一年。
◆“我优先考虑的是怎样与比我更聪明的人一起做研究,以达到最好的合作效果。”
没错,我们很清楚,这是一个真正能够推进基因编辑技术发展的绝佳方法,基因编辑指的就是对基因组进行定向修饰,其应用前景很广泛。但是我们不知道我们研究的课题在全球的推进速度会有多快,因为还有其他科学家也在研究这个课题。我们只知道,很多人会对CRISPR技术产生极大的兴趣,因为它大大简化了基因编辑。
你可以把DNA想象成一个绳梯,它包含许多化学字母,这些字母编码了大脑和整个生物体生长所需的所有信息。利用CRISPR技术,科学家可以对某种酶进行编程,这种酶通过自身的化学机制能够识别细胞中DNA梯子上的某个特定位置,并且到达对应的位置。酶在这个位置将DNA的两股梯子切开,这时细胞会修复梯子断开的端口,当细胞再次将断开的梯子端口连接起来时,我们就可以修改基因代码。这一技术可以让科学家精准改变DNA序列,这在以前是难以做到的。
◆“我儿子小的时候,无论我在给他换尿布,还是带他在公园,我满脑子想的都是我的研究项目。”
基因编辑技术,特别是CRISPR/Cas技术,引发了一系列的伦理问题。我认为这项技术有三大应用领域会引起社会问题和伦理问题。第一个是农业领域,利用基因编辑技术可以改造植物,但是会出现转基因生物的问题。第二个应用领域被称为“基因驱动”,指的是将一种遗传性状插入一个生物体,这种性状随后会在这个生物体所在的群体中迅速传播。第三个领域是医学上所谓的生殖细胞基因治疗法,意思是人类胚胎或干细胞DNA的变化会对整个生物体产生影响,并且这种变化还可以遗传给后代。
从医学角度来看,基因编辑并没有必要,既不安全也不符合伦理,我们应该对任何想要编辑干细胞DNA的人提出更多限制。
我认为,科学家对他们的工作负有很大责任,全球的科学家都应该努力来共同承担这些责任。现如今,科学已经成为一项全球性事业。全世界对如何发挥科学和技术的作用并未达成一致,所以现在的问题是:我们该如何对待科学与技术?我们如何控制科学和技术的使用程度?这些问题很难回答,但我认为很有必要让科学界的人积极参与进来,思考这些问题。特别是那些直接参与技术研发的人需要讨论他们的研究工作,解释原理,从科学的角度说明是怎么一回事,同时他们也要有大局观。
我们为什么要这样做?是为了引起别人的注意,在学术期刊杂志上发表高点击量的论文,成为媒体头条,还是为了提高人们的生活质量和全社会的生活水平?我们必须先回答这些关键的问题。
我想是因为我的青年时代是在夏威夷度过的。这种力量主要来自我的父亲和我的老师们。他们鼓励我抓住机会,勇敢去做自己感兴趣的事,让我相信自己的判断。我和我的同学们不一样,我必须适应这种情况,这太难了。我年轻的时候总是不快乐,我感到被孤立,内心很孤独。我不得不专注于我的内心,依靠我内心发出的声音,它跟我说:“与众不同很正常,对自己喜欢而别人不喜欢的东西感兴趣也很正常。”我想很多东西都是在那个时候产生的。
最重要的是,我有一个世界上最出色、最善解人意、最伟大的丈夫,他叫杰米·凯特(Jamie Cate),是伯克利的一名教授,他是个完美的科学家。我总是跟他说,他比我更厉害、更聪明,他做的是真正重要的工作。他没有得到像我现在这么多的关注,但他不在乎这些。如果没有他的支持,那我可能什么也做不了。不知道为什么,我总会想起我们在实验室做的研究。我儿子小的时候,无论我在给他换尿布,还是带他在公园,我满脑子想的都是我的研究项目。我晚上必须工作,经常早上四五点起床。在那段日子里,除了做完我该做的所有事,我还挤时间写了一本教科书。这就是我的生活。
科学家是一个奇妙的职业。我们在实验室里“玩”,发现以前没人发现过的东西,还有工资拿。这是一个有趣而极具创造性的领域,它让我们有机会与其他同样有好奇心的人合作。如果你是科学界的一员,你会跟聪明又年轻的学生一起工作,他们总能提出新的想法,这一点很有趣。我总是告诉学生要专注于自己的兴趣,追求自己的爱好;告诉他们不用害怕去尝试一些与众不同的事情,因为最重要的发现往往都是这么得来的。我还告诉他们应该静静等待那些会支持他们事业的人,等待那些会在困难时刻帮他们一把的人,因为这样的人迟早会出现。
哦,我有很多疑虑。有好几次,我晚上躺在床上想:如果我永远不会取得好的成果,我该怎么办呢?我要么做出一些改变,要么加倍努力,我告诉自己:“就算我有疑虑,我也要继续前进,因为我必须找到问题的答案!”现在就是成为一名生物学家的绝佳时机,我们正在经历科研和临床医学领域中一个非常激动人心的时刻,农业领域也迎来了这样的时刻。科学家们现在正拥有着前所未有的工具和技术,这意味着我们现在可以做几年前完全不可能做的事情。
是的,我们每年有三到四次会面。CRISPR将我们联系在一起,让我们始终保持亲密的关系。两位女科学家和她们的学生一起工作,这是一段很棒的经历。
◆“我不得不晚上工作,经常早上四五点起床。”