DNA：精準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)的力量

H.·艾倫·奧爾（H.Allen Orr）

游憶/譯

DNA：精準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)的力量

H.·艾倫·奧爾（H.Allen Orr）

游憶/譯

《生命最大的秘密：破解基因密碼的競賽》（Life's Greatest Secret： The Race to Crack the Genetic Code）作者：馬修·科布（Matthew Cobb）

美國基礎(chǔ)圖書出版社，434頁，29.99美元

一

蘭迪·萊芬韋爾（Randy Leffingwell）

DNA（脫氧核糖核酸）分子有兩種功能。第一，承載遺傳信息，代代相傳。第二，在相當(dāng)大的程度上指導(dǎo)身體構(gòu)造的形成，告訴細(xì)胞制造什么分子，指引我們從單細(xì)胞的受精卵發(fā)育成為一個(gè)完整的成年人。這兩種功能無疑是相互聯(lián)系的。構(gòu)造出最好的軀體的DNA序列更有可能傳給下一代，因?yàn)楦玫能|體更有可能生存和繁殖。這是達(dá)爾文（Darwin）有關(guān)于DNA語言的自然選擇學(xué)說。

1953年，弗朗西斯·克里克（Francis Crick）和詹姆斯·沃森（James Watson）在加利福尼亞的圣地亞哥發(fā)現(xiàn)了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)。在1984年大家都知道了DNA是遺傳物質(zhì)。眾所周知，20世紀(jì)中期，美國人詹姆斯·沃森和英國人弗朗西斯·克里克發(fā)現(xiàn)了DNA的分子結(jié)構(gòu)為雙螺旋結(jié)構(gòu)。就是這種雙螺旋結(jié)構(gòu)構(gòu)成了我們的基因。這些基因打包進(jìn)入卵子或者精子，遺傳給我們的孩子，所以孩子們才長得像我們。

生物學(xué)家研究DNA如何幫助指導(dǎo)身體運(yùn)行的故事并不為人所知。DNA以某種方式給細(xì)胞傳達(dá)信息，指導(dǎo)細(xì)胞制造血紅蛋白、膠原質(zhì)以及成百上千的其他分子，并且生產(chǎn)出的是人類的分子，而不是，比如說，貓的分子。這稍有些不同。細(xì)胞如何解讀DNA中編制的那些決定身體中不同分子結(jié)構(gòu)的信息？大體來說，這取決于基因如何編碼。這些編碼的方式在20世紀(jì)50—60年代被破解，成為生物學(xué)史上影響最深遠(yuǎn)和最精彩的事件。

馬修·科布在他的新書《生命最大的秘密》中講述了這個(gè)故事?？撇际锹鼜厮固卮髮W(xué)（University of Manchester）的動(dòng)物學(xué)教授、一位遺傳學(xué)工作者。他還學(xué)習(xí)科學(xué)史。寫了好幾部有關(guān)于生物學(xué)史的書?！渡畲蟮拿孛堋芬粫槍?duì)的是對(duì)生物學(xué)只有基本了解的大眾讀者，這本書對(duì)DNA運(yùn)作的分子力學(xué)細(xì)節(jié)講解較少，是對(duì)生物技術(shù)發(fā)展形成的基因介入的新世界感興趣的人的初級(jí)讀物。此外，專業(yè)的科學(xué)家也會(huì)對(duì)科布這本書感興趣，因?yàn)楸緯涗浟丝茖W(xué)史上具有轉(zhuǎn)變意義的重大事件：分子生命研究的興起。

雖然這本書側(cè)重史學(xué)描述，但它依然非常有趣，有時(shí)還驚險(xiǎn)刺激。在這場破解基因密碼的大賽中，有許多戲劇性事件，科布一一為大家詳述。

二

你也許沒有注意到我用了“語言信息”一詞來討論DNA。被“編錄”進(jìn)DNA的“信息”被細(xì)胞“讀取”。你可能沒有注意到是因?yàn)楝F(xiàn)在我們講到DNA都是用這些詞，甚至通俗文學(xué)也這么用。顯而易見，DNA儲(chǔ)存信息，例如卷發(fā)或藍(lán)眼睛，就像硬盤和電腦儲(chǔ)存信息一樣。然而，科布的主要觀點(diǎn)之一就是，這是生物學(xué)的最新思潮。

這種新的思維方式和二戰(zhàn)期間及之后其他科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展息息相關(guān)。在此期間，出現(xiàn)了有關(guān)信息的兩大科學(xué)?？藙诘隆は戕r(nóng)信息理論（Claude Shannon）和其他鏈?zhǔn)叫畔⒗碚摚瑸樾畔⒘髟趥鬟_(dá)過程中（例如電子通信）信息量的確定提供理論基礎(chǔ)。以及諾伯特·維納（Norbert Weiner）在其控制論中提出的反饋環(huán)理論，尤其是負(fù)反饋環(huán)。（恒溫器就使用到反饋環(huán)：恒溫器控制空間內(nèi)的溫度，溫度又控制恒溫器，就是這樣一個(gè)回路。）

隨著這些理論的發(fā)展，一些科學(xué)家對(duì)這些領(lǐng)域的數(shù)學(xué)抽象對(duì)生命研究提供的新方法的前景表現(xiàn)出極大興趣。有機(jī)體可能不能像數(shù)學(xué)公式那樣準(zhǔn)確描述一個(gè)信息流，但是新科學(xué)顯示有機(jī)體也有可能做到。科布稱，信息思維是解決“編碼問題”（coding problem，20世紀(jì)50—60年代生物學(xué)的主要問題）的重要手段。

為了理解編碼問題，我們首先應(yīng)該明白遺傳信息DNA是一個(gè)由兩條鏈子互相螺旋狀纏繞的長分子。1953年沃森和克里克將其命名為雙螺旋結(jié)構(gòu)。每條單鏈都有四種化學(xué)元素：腺嘌呤、胸腺嘧啶、鳥嘌呤、胞嘧啶，縮寫分別為A、T、G、C。原則上來說，這四個(gè)DNA字母（又叫堿基）在單鏈上的順序是隨機(jī)的，例如AAGCTG。與之相對(duì)應(yīng)的那條單鏈DNA上的字母順序是相匹配的：A相對(duì)應(yīng)的是T，G相對(duì)應(yīng)的是C。所以，在這個(gè)例子中另外一條單鏈DNA的堿基順序應(yīng)該是TTCGAC。人類的基因組，所有的基因信息都是由這些DNA堿基組成。

我們身體大部分成分不是DNA，而是多種不同蛋白質(zhì)。例如，紅細(xì)胞中的β-珠蛋白（血紅蛋白成分之一），以及皮膚中的膠原質(zhì)都是蛋白質(zhì)。根據(jù)科布的調(diào)查，20世紀(jì)30—40年代間，有大量的研究證明我們的基因在某種程度上可以指定生產(chǎn)蛋白質(zhì)。大體上來說，每一段基因——有幾千個(gè)堿基長度的DNA片段——都描寫了某種蛋白質(zhì)。因此，人類基因組的無數(shù)基因以某種方式編碼了不同的蛋白質(zhì)，構(gòu)成了我們的軀體。

那么，什么是蛋白質(zhì)呢？蛋白質(zhì)是由許多獨(dú)立鏈接的氨基酸組成的長分子鏈。生物體的構(gòu)成有20種氨基酸。你身體中的β-珠蛋白就是146個(gè)氨基酸按照特定順序排列而成。如果用另一種氨基酸替換掉其中任何一個(gè)氨基酸，事情會(huì)變得完全不同?？撇贾赋?，正常紅細(xì)胞和鐮狀紅細(xì)胞形成的β-珠蛋白只差一個(gè)氨基酸，但是后者卻能導(dǎo)致鐮狀細(xì)胞性貧血。

我們現(xiàn)在可以清楚地闡述編碼問題：DNA的A、T、G、和C堿基順序如何決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列？無論這個(gè)編碼順序如何，都決定了生命形式。它將我們從父母那里獲得的遺傳物質(zhì)和我們身體的構(gòu)造形式緊密聯(lián)系起來。

編碼問題在DNA結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)之后很快就被解開了。沃森和克里克發(fā)現(xiàn)雙螺旋結(jié)構(gòu)兩周之后，發(fā)表在《自然》（Nature）雜志之前，克里克在給其兒子的信中寫道：

我們認(rèn)為DNA是一種密碼。堿基的順序?qū)⒒蚧ハ鄥^(qū)分（就像一頁一頁的書一樣）。

克里克這封信在2013年拍賣到了600萬美元。

沃森和克里克發(fā)表雙螺旋結(jié)構(gòu)的論文幾周之后，他們寫道：“堿基的準(zhǔn)確順序就是基因的信息?！?957年，克里克指出“信息”就是“蛋白質(zhì)中氨基酸順序的具體描述”?？撇颊J(rèn)為，這是生物學(xué)家最早使用的信息語言來描述遺傳物質(zhì)。［物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤（Erwin Schr?dinger）早前使用過類似的語言。］

更重要的是，破解編碼的比賽悄然開始。

三

生物學(xué)家很快意識(shí)到，我們可以闡明編碼問題，并不意味著我們能夠解決編碼的問題?？撇紩写蟛糠痔岬搅藘煞N解決方法：理論和實(shí)驗(yàn)。

沃森和克里克提出雙螺旋結(jié)構(gòu)之后，許多數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家開始提供可能的解碼方案。解決方法的根本屬于組合學(xué)。DNA四個(gè)堿基的組合方式需要闡述20種氨基酸構(gòu)成蛋白質(zhì)的方式。這就幫理論學(xué)家們排除了某些編碼方案。很明顯，比如說單個(gè)堿基無法描述蛋白質(zhì)，因?yàn)檫@段基因只能編碼四種氨基酸。也不能幫助理論學(xué)家找到正確的編碼方式。但這沒有降低理論家的熱情。

例如，物理學(xué)家喬治·伽莫夫（George Gamow）給生物學(xué)家寫信提出“菱形”結(jié)構(gòu)。DNA圍繞成一個(gè)柱面，相鄰DNA螺旋結(jié)構(gòu)上的鄰近堿基形成菱形空穴。公式顯示這種組合恰好能夠編碼20種氨基酸。如果你不能想象出伽莫夫的菱形模型，別擔(dān)心，這個(gè)組合以及理論學(xué)家提出的其他組合，不僅是絕妙的，還有點(diǎn)異想天開?？死锟俗约阂蔡岢隽艘粋€(gè)巧妙的模型，可以編碼20種氨基酸，但是后來證明是錯(cuò)誤的。

幸運(yùn)的是，有關(guān)于編碼的猜測也有經(jīng)驗(yàn)主義的參與。例如一些可能的編碼方案，限制了蛋白質(zhì)中相鄰氨基酸的相互作用。但是生物學(xué)家將蛋白質(zhì)分類標(biāo)記時(shí)卻發(fā)現(xiàn)一種氨基酸后面可以跟隨任何一種氨基酸。

此外，人們?cè)絹碓角宄﨑NA不是構(gòu)造蛋白質(zhì)的物理模型。DNA甚至和其編碼的蛋白質(zhì)沒有直接互動(dòng)。而是涉及到一個(gè)中間分子。這個(gè)中間分子后來被證實(shí)為RNA（核糖核酸），和DNA相伴而生。RNA和DNA有所不同，其中之一就是有不同的化學(xué)成分——縮寫為U——取代了T，并且是單鏈，而DNA是雙鏈。生物學(xué)家很快發(fā)現(xiàn)DNA片段的雙螺旋結(jié)構(gòu)中單鏈的堿基順序和RNA的順序是匹配的。如果DNA順序是AAGCTG，那么相應(yīng)的RNA順序應(yīng)該是UUCGAC。就是這段RNA順序決定了蛋白質(zhì)上氨基酸的順序。

所以到了20世紀(jì)50年代中期，生物學(xué)家有了重大發(fā)現(xiàn)：生物體的遺傳信息從DNA轉(zhuǎn)到RNA再轉(zhuǎn)到蛋白質(zhì)。克里克將這個(gè)說法認(rèn)定為生物學(xué)的“中心法則”。遺傳信息只能從DNA轉(zhuǎn)到蛋白質(zhì)，別無他法。由此，中心法則成為19世紀(jì)早期法國博物學(xué)家讓·巴蒂斯特·拉馬克（Jean-Baptiste Lamarck ）觀點(diǎn)的重要論據(jù)：獲得性遺傳。你生命中所經(jīng)歷的事情可能對(duì)身體有影響，卻沒有辦法將這些影響產(chǎn)生的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成DNA，再遺傳給后代。

雖然研究獲得進(jìn)展，但是基因編碼仍然沒有破解。但是我們能否知道DNA編碼的堿基指代哪個(gè)氨基酸？生物學(xué)家在發(fā)現(xiàn)雙螺旋結(jié)構(gòu)之后沒有新的進(jìn)展。1959年克里克遺憾地表示編碼問題陷入“謎團(tuán)”。

謎團(tuán)很快就會(huì)解開。但是解決方法并不是理論學(xué)家突出的巧妙的算法，也不是通常人們認(rèn)為的人——由克里克領(lǐng)導(dǎo)一群優(yōu)秀的生物學(xué)家。解開謎團(tuán)的是一個(gè)不為人知的團(tuán)隊(duì)：馬里蘭州貝塞斯達(dá)國立衛(wèi)生研究院的馬歇爾·尼倫伯格（Marshall Nirenberg）和約翰·馬特哈伊（Heinrich Matthaei）。尼倫伯格是兩人中年長的一位，他太默默無聞了，以至于1961年申請(qǐng)參加一個(gè)有關(guān)基因編碼的會(huì)議時(shí)還被拒絕了。按照科布的說法是：“諷刺的是，分子生物學(xué)的偉人和佼佼者在討論基因編碼的時(shí)候，尼倫伯格和馬特哈伊卻在實(shí)實(shí)在在地破解編碼?！?/p>

尼倫伯格和馬特哈伊的破解方法非常巧妙，也很簡單直接。他們使用人造RNA序列——UUUUUUU……——研究生產(chǎn)出來的蛋白質(zhì)的組成（這些是在實(shí)驗(yàn)室完成的，最后生產(chǎn)出來的蛋白質(zhì)不需要是自然界的一種。）實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是，利用UUUUUUU……這個(gè)RNA序列生產(chǎn)出來的蛋白質(zhì)只含有苯基丙氨酸，沒有其他物質(zhì)。所以，編碼就這樣被破解了。

克里克和悉尼·布倫納（Sydney Brenner）一起設(shè)計(jì)了一個(gè)特別巧妙的實(shí)驗(yàn)，其他更多的實(shí)驗(yàn)很快證明編碼是“三個(gè)一組的”。DNA每三個(gè)堿基指定一種氨基酸。1967年，由尼倫伯格、馬特哈伊、塞韋羅·奧喬亞（Severo Ochoa）、哥林德·科拉那（Gorind Khorana）以及其他學(xué)者共同操作，根據(jù)尼倫伯格的實(shí)驗(yàn)衍生出的實(shí)驗(yàn)——盡管充滿技術(shù)不足和很多錯(cuò)誤——使得實(shí)驗(yàn)主義者能夠破解整個(gè)基因編碼。

最后，只要有一段DNA的堿基順序，生物學(xué)家就能準(zhǔn)確地判斷其生產(chǎn)的蛋白質(zhì)。尼倫伯格在1968年因此獲得諾貝爾獎(jiǎng)。獎(jiǎng)項(xiàng)宣布后，他的實(shí)驗(yàn)室掛了一條慶祝橫幅：“馬歇爾干得漂亮（UUU are great Marshall）?！?/p>

“以上是馬修·科布新書《生命最大的秘密》中基因編碼在蛋白質(zhì)合成過程中如何運(yùn)作的大綱示意圖?！备鶕?jù)科布的說法，密碼子是“DNA或RNA分子為氨基酸進(jìn)行編碼的三個(gè)堿基序列”；核糖體是“蛋白質(zhì)合成的初始地點(diǎn)，一種存在于所有細(xì)胞中的復(fù)雜的RNA結(jié)構(gòu)”；多肽則是一種氨基酸長鏈。

四

《生命最大的秘密》最后1/3講的是分子遺傳學(xué)的發(fā)展近況?；蚓幋a破解之后，人們有更多的發(fā)現(xiàn)。最重要的發(fā)現(xiàn)可能是基因編碼方式幾乎對(duì)所有生物通用（只有少許變化）。這些發(fā)現(xiàn)具有革命性意義。所有生物——細(xì)菌、真菌、植物和人類——使用同一套編碼，因?yàn)閹资畠|年前我們的共同祖先就是用這一套編碼。

這也清楚地解釋了為什么這么長時(shí)間基因編碼的方式都沒有變化。如果要變化，比如說GCA編碼生產(chǎn)的不是丙氨酸這樣的普通氨基酸，成千上萬的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)都要發(fā)生變化，任何發(fā)生該變化的生物體都會(huì)面臨一定災(zāi)難。然而并沒有明確的物理和化學(xué)原因說明為什么某些特定的DNA堿基編碼出特定氨基酸，而且發(fā)生任何變化都會(huì)有災(zāi)難性后果?？死锟朔Q之為“凍結(jié)機(jī)遇”假說。

過去幾十年的研究發(fā)現(xiàn)，不是所有的DNA編碼都是蛋白質(zhì)。人體內(nèi)98％的基因?qū)儆凇胺蔷幋a”DNA。這類DNA中有些看起來好像沒有任何功效。其他非編碼DNA起基因調(diào)節(jié)作用，也即是幫助決定何時(shí)哪個(gè)細(xì)胞來生產(chǎn)這個(gè)蛋白質(zhì)。此外，包括人類在內(nèi)的許多物種都有割裂基因：一段DNA可能為某種蛋白質(zhì)的一部分編碼，后面接著的一段DNA可能是沒有意義的，緊接著又一段DNA為同一種蛋白質(zhì)的其他部分編碼。

科布在《生命最大的秘密》一書最后一部分闡述了基因編碼破譯以及分子遺傳學(xué)的發(fā)展帶來的社會(huì)意義。有兩個(gè)重大事件：轉(zhuǎn)基因（GM）農(nóng)作物的產(chǎn)生和人類遺傳病的治療。

生物學(xué)家在利用DNA技術(shù)創(chuàng)造能生產(chǎn)理想蛋白質(zhì)的農(nóng)作物方面獲得了巨大成功。這些實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)出來的蛋白質(zhì)在抵抗害蟲、除草劑以及增產(chǎn)方面有明顯改善。盡管大眾對(duì)“轉(zhuǎn)基因食物”仍有擔(dān)憂，尤其在歐洲，但是在美國轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物已經(jīng)是大勢所趨?？撇贾赋觯骸?014年，94％的美國大豆作物都是轉(zhuǎn)基因的，玉米作物轉(zhuǎn)基因的比例是93％，甜菜作物是95％，棉花是96％?！?/p>

相比之下，內(nèi)科醫(yī)生在使用基因技術(shù)治療人類遺傳病方面取得成功（這種療法一般都是注射一段正常健康的基因到患者病變的組織中，例如肝臟，而不是卵子或精子。按照科布的話，基因修飾不會(huì)對(duì)后代產(chǎn)生影響）。不過到目前為止，基因技術(shù)對(duì)醫(yī)學(xué)界的改變還沒達(dá)到對(duì)農(nóng)業(yè)改變的程度。

但這個(gè)情況可能即將改變。雖然這個(gè)話題飽受爭議——但是你們還記得20世紀(jì)90年代時(shí)我們說過人類基因組計(jì)劃（the Human Genome Project）將會(huì)改變醫(yī)學(xué)界嗎？——我們有理由相信新的“基因剪輯”技術(shù)可能為遺傳病治療打開新的大門。這里說的新技術(shù)一般指的是成簇的、規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列（CRISPR，發(fā)音同crisper），或更準(zhǔn)確的是Cas9核酸酶靶向基因編輯技術(shù)（CRISPR-Cas9 system）。

這個(gè)CRISPR基因編輯技術(shù)本質(zhì)上非常復(fù)雜，涉及到的基因技術(shù)包括識(shí)別生物體中特定的DNA序列（例如一段突變基因），將其從生物體的基因雙螺旋結(jié)構(gòu)中剪切出來，然后使用一段DNA序列（例如一段正常的健康的基因）將其替換。CRISPR基因編輯技術(shù)已經(jīng)成功高效地運(yùn)用到許多物種?？撇紡?qiáng)調(diào)：“雖然仍然存在一些障礙，但近期（過去5年中）發(fā)現(xiàn)的新技術(shù)可能給醫(yī)療界帶來重大改變?！?/p>

雖然分子遺傳學(xué)的新進(jìn)展具有重要意義，但是科布新書的后1/3和之前的部分比起來就沒那么精彩。后面的章節(jié)有點(diǎn)枯燥，讀起來有點(diǎn)像教科書，比不上前面的史學(xué)驚險(xiǎn)小說。《生命最大的秘密》一書如果沒有這部分可能會(huì)更精彩。但是如果全都是講故事又有些掉檔次。整體來說，科布給我們呈現(xiàn)的是一個(gè)精彩的故事，這本書讀起來也很有趣。這本書包裝精美，注重細(xì)節(jié)，尤其對(duì)一個(gè)科學(xué)實(shí)踐工作者來說是一本難得的好作品。雖然我自認(rèn)為自己對(duì)基因發(fā)展史和生物變革史非常了解，但是讀到科布這本書里的故事時(shí)也收獲了許多驚喜。

五

《生命最大的秘密》有幾個(gè)主題。第一個(gè)主題是信息理論和控制論對(duì)生物學(xué)的影響。據(jù)科布總結(jié)，這些科目雖然對(duì)20世紀(jì)生物學(xué)有重大影響，“但并不是以這些零散的理論研究群體希望的方式”。最后，信息科學(xué)為生物學(xué)家提供的是粗略但實(shí)用的比擬和模擬方法，為科學(xué)家提供了一種新的思考和表達(dá)方式。這種高性能的數(shù)學(xué)運(yùn)算方法在生物學(xué)界發(fā)揮的作用卻不大。例如沒人使用香農(nóng)的算式來解釋生物體的有趣現(xiàn)象（香農(nóng)本身并不驚訝，他對(duì)自己的理論的實(shí)用性都抱有質(zhì)疑）?？茖W(xué)史和其他歷史一樣具有許多玄妙之處。其中一個(gè)玄妙之處就是信息科學(xué)在某種意義上對(duì)現(xiàn)代生物學(xué)有重要意義，但是從另一種意義上來說卻又是沒有意義的。

第二個(gè)主題是生物學(xué)中各種理論對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。在20世紀(jì)60年代早期，數(shù)學(xué)家信心滿滿地說：“在實(shí)驗(yàn)主義者解開編碼問題之前，看數(shù)學(xué)家們能夠提出多少種最終解決方案，整件事情將會(huì)很有趣?！笨撇己髞砜偨Y(jié)說：“結(jié)果很明顯，一個(gè)都沒有?！?/p>

所以這里有一個(gè)有趣的問題，為什么理論在生物學(xué)界失效了呢？部分原因就如科布說的，有關(guān)克里克提出的凍結(jié)機(jī)遇假說。基因編碼看起來至少有部分是隨機(jī)的。在自然選擇粗略地篩選和修改之后，編碼呈現(xiàn)出某些規(guī)律。一旦規(guī)律穩(wěn)定下來，不能再改善或條理化。在這種情況下，理論就失效了。

我認(rèn)為還有另一個(gè)相關(guān)原因，那就是理論對(duì)破解編碼問題幾乎沒有貢獻(xiàn)。因?yàn)閷?shí)際上，要解決的問題的本質(zhì)和生物學(xué)理論的本質(zhì)并不相同。生物學(xué)界成功的理論和其他科學(xué)界例如物理學(xué)界理論所發(fā)揮的功效并不相同。生物學(xué)界的理論一般都是引導(dǎo)思維方式，或者培養(yǎng)直覺，或者表明某種和自然界相近的模型。生物學(xué)理論很少像物理學(xué)理論那樣提供一個(gè)完全準(zhǔn)確的答案（生物學(xué)的近似答案，甚至是經(jīng)驗(yàn)法則，往往比精確的結(jié)果更有用）。這種寬泛的理論并不能解決編碼這樣精確的問題。

用一個(gè)簡單的比較來解釋。數(shù)學(xué)理論可能會(huì)告訴你有關(guān)于密碼鎖的一些有趣又普遍的現(xiàn)象：例如，它們需要有一組3個(gè)或3個(gè)以上的數(shù)字來防止小偷隨便幾下就打開密碼箱。但是如果設(shè)置一個(gè)特定的組合，即便是一個(gè)理論學(xué)家也不比我們一般人厲害。

最后，可能《生命最大的秘密》最想強(qiáng)調(diào)的是巧妙的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的力量。雖然科布對(duì)這個(gè)話題的關(guān)注不夠多，但是他自己研究的這段科學(xué)史正是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)百花齊放的黃金時(shí)期。當(dāng)時(shí)的生物學(xué)家——UUU實(shí)驗(yàn)的尼倫伯格，三個(gè)一組密碼子實(shí)驗(yàn)的克里克和布倫納，以及其他生物學(xué)家馬修·梅瑟生（Matthew Meselson）、富蘭克林·斯特爾（Franklin Stahl）和喬舒亞·萊德伯格（Joshua Lederberg）——都是這類實(shí)驗(yàn)的大師。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡單的改變，給過去看起來無解的問題帶來突破性進(jìn)展，得出幾乎精確的答案。這樣的實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了一種智力的藝術(shù)，只有科學(xué)家這個(gè)小圈子才懂得欣賞的一種藝術(shù)。

諷刺的是，基因編碼的破解，以及其他進(jìn)展，將生物學(xué)帶偏，進(jìn)入一個(gè)完全不同的大數(shù)據(jù)時(shí)代。由自動(dòng)化器械排序的從無數(shù)物種中取得的整個(gè)基因組的DNA和蛋白質(zhì)序列充斥著各大電腦。許多生物學(xué)家使用復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)學(xué)來推算這些數(shù)據(jù)。間接地，越來越多的生物學(xué)家開始接受這樣的方式，越來越少的人注意到巧妙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的迷人之處。這樣間接的方法明顯缺乏有價(jià)值的見解，但是毫無疑問他們會(huì)持續(xù)這么做下去。大數(shù)據(jù)為生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究提供了新的重要的工具。但是《生命最大的秘密》一書告訴我們一個(gè)更大道理，當(dāng)科學(xué)家尋求一個(gè)明確的答案，而不只是一種建議性的模型時(shí)，他們需要的是精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)，如果順利的話，結(jié)果會(huì)非常漂亮。

原文標(biāo)題：DNA，“The Power of the Beautiful Experiment”