推荐序二　生命的终极奥义

尹烨

华大集团CEO

如果说起双螺旋，你会想到什么？一段旋转楼梯、一根大麻花……当然，我这里想强调的是，双螺旋是复杂生命设计中最精妙的呈现，即我们DNA的结构。

你的空间想象能力如果足够好，请“脑补”一下：把一段铁轨沿着中线扭一下，就得到了一段双螺旋。这两条铁轨，我们称之为“脱氧核糖-磷酸骨架”，而中间的每一条枕木，则是由可配对的两个碱基（腺嘌呤必须与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤必须与胞嘧啶配对）通过氢键连接而成的。不要小看“配对”这个词，正是因为这种匹配的专属特异性，才使得遗传可以高保真发生，才使得生命语言得以高效率传递。

生命的本质是化学，化学的本质是物理。DNA作为生命的遗传物质，从形成的那一刻开始就呈现双螺旋结构，无比精巧、无比合理、无比美妙，然而这个地球上的生命是在几十亿年后才知道的。“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩上。”物理大神牛顿讲的这句话同样适用于生命科学。

1859年，达尔文已经知道了物竞天择，但还远远不知道其物质上的实证；

1865年，孟德尔已经发现了遗传变异，但还远远不知道其还原论的演绎；

1871年，米歇尔已经提纯出核酸，但还远远不知道这就是遗传物质的本体；

1909年，约翰逊已经提出了“基因”一词，但它还仅仅是一个高度凝练的概念；

1911年，摩尔根已经提出了染色体遗传理论，但还不知道遗传物质是核酸还是蛋白质；

1944年，薛定谔已开始从物理的角度思考“生命是什么”，并尝试从核酸中找到“第五种力”；

1944年，埃弗里通过肺炎双球菌实验确证了DNA是遗传物质，但还不知道其分子基础；

1952年，鲍林已经抢先提出了DNA“三螺旋结构”，然而发表后被证明错误；

……

这一众巨人们的肩膀，都为1953年4月2日关于双螺旋结构的伟大发现奠定了基础。

某些特殊的时间节点，使人们对世界的认知产生了质的变化。1953年4月1日，当时人类还不知道DNA的结构，但到了第二天，当世界顶级学术刊物《自然》接收由詹姆斯·D.沃森（也即本书作者）、弗朗西斯·克里克以及莫里斯·威尔金斯联合署名，题为“DNA双螺旋结构”的科研论文投稿后，人类的认知则将被改变。值得一提的是，这篇文章从投稿、审阅到出版仅仅用了23天，这个创纪录的效率，从另一个角度证明了这件事情的伟大意义。（必须一提的是，这个发现还必须感谢一位卓越的女性科学家罗莎琳德·富兰克林，正是她关于双螺旋的“51号照片”——一张史上最清晰的DNA X射线衍射照片才启发上面几位诺贝尔生理学或医学奖的获得者得出了正确结论，而她本人则因卵巢癌英年早逝，无缘诺奖……）那一刻之后的70年，围绕着DNA基本结构，全世界众多“最聪明的脑子”逐步向生命科学领域汇集，而“生命世纪”的大幕也徐徐拉开。

1958年，弗朗西斯·克里克提出了中心法则，从而理顺了从DNA到RNA再到蛋白质的关系；

1970年，吴瑞发明了引物延伸并将其应用于DNA测序，启发了桑格后续研发出测序技术；

1975年，桑格发明了第一个被广泛应用的DNA测序方法——双脱氧终止法，人类基因组解密在技术上有了坚实的依托；

1983年，穆利斯发明了聚合酶链式反应（PCR），使得微量DNA可被大量扩增，使如今耳熟能详的核酸检测成为可能；

1985年，美国ABI公司发明了第一台DNA自动测序仪Prism 310，从而为大规模基因测序做好了工程化的准备；

1990年，人类基因组计划（HGP）启动，并于2003年完成，美、英、日、德、法、中六国参与，花费38亿美元，华大基因代表中国完成其中1%的测序任务；

2005年，高通量测序技术横空出世，测序通量指数级增加、成本指数级下降，使得人人基因组得到测序成为可能；

2015年，中国第一台测序仪BGISEQ-500由华大集团研制成功，自此中国测序技术逐步领先世界；

2022年，华大研究院的时空组学技术首次实现了细胞内DNA的空间定位，这一超高分辨率的成像技术使得人们对DNA的“工作状态”一览无余；

……

“每览昔人兴感之由，若合一契，未尝不临文嗟悼，不能喻之于怀。”关于DNA研究的故事实在太多，原谅本人才疏学浅且笔墨有限，不能一一铺叙。而围绕DNA的科学发现、技术发明、产业发展也正如其结构一般螺旋式上升，不断地为人类的生命科学和生物技术产业贡献力量。种种精彩，尚请翻看本书，必然开卷有益。可以确定的是，这些故事还在继续，而且会越来越精彩！

请允许我用这篇发表于1953年4月25日的伟大而精悍的论文中最美妙的一句话结束此篇：“It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material.”（我们已注意到，我们所提出的特殊配对模式，提供了一种可能的遗传物质的复制机制。）

这就是双螺旋之于生命的终极奥义。

是为序。