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诺奖得主珍妮弗·杜德纳:如何唤起对科学的酷爱

2023-2-7 13:17| 发布者: fuwanbiao| 查看: 224| 评论: 0

摘要: 看点 如何能成为一位优秀的女科学家?诺贝尔化学奖取得者珍妮弗·杜德纳用她在科研事业上的努力与成就,向我们证明:良好的家庭教育与扎实严谨的大学教育,都将让孩子终生受益。往常这本有关珍妮弗·杜德纳的传记《 ...

看点 如何能成为一位优秀的女科学家?诺贝尔化学奖取得者珍妮弗·杜德纳用她在科研事业上的努力与成就,向我们证明:良好的家庭教育与扎实严谨的大学教育,都将让孩子终生受益。往常这本有关珍妮弗·杜德纳的传记《解码者》就将她的长大心路娓娓道来,同时深化浅出地解说了CRISPR的专利之争、基因编辑引发的伦理问题等,不只呈现出这场波澜壮阔的生命科学反动,还引导着我们思索生命科学竞赛以及人类的未来。


2022年, 诺贝尔化学奖颁发给了 珍妮弗·杜德纳和她的协作同伴 埃玛纽埃勒·沙尔庞捷,由于她们提出一种被称为CRISPR-Cas9的基因组编辑措施,这是继DNA双螺旋结构后最为重要的发现。

诺奖得主珍妮弗·杜德纳:如何唤起对科学的酷爱


珍妮弗·杜德纳和埃玛纽埃勒·沙尔庞捷


共同取得2020年诺贝尔化学奖


从小镇少女到诺贝尔奖取得者,前沿女性科学家杜德纳是怎样炼成的?


珍妮弗·杜德纳的坚韧长大之路,都由天才传记作家沃尔特·艾萨克森,写在了这本 《解码者:珍妮弗·杜德纳,基因编辑的历史与未来》之中。


经过这本书你会发现,杜德纳的胜利并非不可复制。 一个“杜德纳”的呈现,离不开良好的家庭教育和完善的大学教育。

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父亲翻开幻想大门


珍妮弗·杜德纳在美国夏威夷岛的一个小镇长大,这里大部分居民都是原住民,金发蓝眼的她被视作异类,常常被排斥。直到六年级,杜德纳才交到了第一个朋友。


一天,她放学回家,发现床上放着一本书,《双螺旋》。书中讲述了一个引人入胜的故事:人类是如何破解“生命的密码”——DNA双螺旋。


属于科学家杜德纳的故事,从这一天开端。

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珍妮弗·杜德纳在夏威夷希洛


这本书是杜德纳的父亲马丁带回家的,他是一名求知若渴的大学教员,每周六,他都会从当地图书馆借走一摞书,在下周周末前全部读完。


杜德纳在父亲的以身作则下,从小就阅读了很多书,其中这本《双螺旋》起到了特别的作用。


《双螺旋》让她认识到,她也能够探寻自然为何以此方式运作。拨开自然之美的层层面纱——用她的话说,就是发现“万物最为基本、最为内在的作用方式和缘由”——并非高不可攀。生命由分子组成。此类分子的化学成分和结构决议了生命行为。


书中沃森和克里克发现双螺旋的过程让她遭到感化,而女科学家罗莎琳德·富兰克林的故事更是让杜德纳激动不已。她惊喜地发现, 女性能够成为科学家。

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《双螺旋》中的主角


沃森和克里克与两人的DNA 模型


书中对人物的描写栩栩如生,令人物呼之欲出。杜德纳回想道:“我读完后,父亲会与我讨论书的内容。父亲喜欢书中故事,特别是故事中和人物内心相关的内容——中止该类研讨表示出的人性的一面。”


杜德纳的父亲不时鞭笞她努力进步。在父亲眼中,大女儿是家里与自己情投意合的人,是一定会上大学、具有学术生活的学问分子。杜德纳说:“我总觉得自己是父亲想具有的孩子。和我的妹妹们相比,父亲待我有所不同。”


而杜德纳没有孤负父亲的教导。


大学教育的重要意义


杜德纳下定决计,要在大学学习化学。但是,与当时的诸多女性科学家一样,杜德纳遭遇了重重阻力。


高中的就业指导教员在听闻她的志向后坚决表示:“女孩儿分歧适搞科研。”他以至劝止杜德纳,不要参与美国大学理事会的化学科目考试。他问杜德纳:“你真的知道那是什么考试吗?你真的知道考试是为了什么吗?”


这段阅历令杜德纳深感受伤,但是没有让她泄气。


她通知自己:“我要搞科研。我要证明给你看。我假如想搞科研,就一定要做到。”

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杜德纳接受采访


杜德纳最终被美国加利福尼亚州波莫纳学院录取,这是美国最难录取的大学之一,可提供优质的化学与生物化学课程。


刚进入大学时,杜德纳发现自己难以在众多优秀学子中数一数二,这让她有些沮丧,以至一度想要改学法语。


让杜德纳重振自信心的,是暑假在唐·赫姆斯教授实验室的阅历。


在化学课上,同窗们需求循序渐进地完成实验,这样就能得到一个正确答案。但是在赫姆斯的实验室,工作内容截然不同。杜德纳说:“与课堂不一样的是,我们并不知道应该得到什么样的答案。”


因而,在赫姆斯实验室工作的杜德纳能体会到由发现所带来的激动之情。这也能辅佐她明白如何成为科学家群体的一员, 即取得进步,拼凑组合,从而发现自然的运作方式。


这段阅历让杜德纳对自己学习化学的才干更有自信了,也逐步顺应了大学生活。

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珍妮弗·杜德纳


拍摄于美国波莫纳学院实验室


大三终了时,杜德纳在导师授莎伦·帕纳申科教授的实验室申请到一份暑期工作。


帕纳申科当时正在研讨一个课题,而该课题与杜德纳感兴味的内容分歧。帕纳申科将杜德纳归入麾下,辅佐自己弄清活细胞机制化学信号的作用原理。


其他技术员在这一工作上铩羽而归,而杜德纳则取得了胜利。她说:“那是一个令人难以置信的时辰。我因而以为,我能搞科研。”


实验室取得的具有压服力的结果,辅佐帕纳申科胜利在《细菌学杂志》上发表了一篇研讨论文。在论文中,帕纳申科向“提供基础察看,从而为本项目做出严重贡献”的四名实验室助手致谢,杜德纳便是其中之一。


这是杜德纳的名字初次出往常科学期刊上。


从科研新星到扬名立万


进入研讨生院时,杜德纳在父亲的鼓舞下申请了哈佛大学。固然她觉得自己一定进不了哈佛,但父亲坚持:“你假如不申请,就肯定进不了。”


杜德纳最终被哈佛大学录取,学校还为她提供了一笔丰厚的奖学金。


在哈佛,杜德纳得以进入更多顶尖实验室学习工作,并取得博士学位。


到1988年,年仅23岁的杜德纳凭一篇关于RNA范畴的论文,成了科学界冉冉升起的明星。固然当时RNA 研讨是生物学中近乎置之不理的范畴,但是在未来20 年,人类对小段RNA 作用原理的了解将越发重要,它对基因编辑范畴和抗击冠状病毒都无足轻重。


作为一名年轻有为的博士生,杜德纳控制了多种技术,以特殊方式将其组合运用,表示自己区别于其他巨大科学家的特性: 杜德纳既擅于亲身入手做实验,也擅长提出严重问题。

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耶鲁大学冉冉升起的明星珍妮弗·杜德纳


后来,杜德纳来到耶鲁大学担任教授,在这里她迎来了自己人生中第一个严重发现。


1995年秋,杜德纳的研讨进入了最关键的时期,但是她的父亲却确诊了黑色素瘤,生命只剩下最后三个月。


在那年秋天的剩余时间里,杜德纳乘飞机不时往复于学校和家里,单程用时超越12 个小时。杜德纳花了大量时间在病床边陪伴父亲,同时每天用电话、传真和电子邮件与助手沟通实验停顿。


父亲卧床不起,简直不能动弹,但是他认识苏醒。杜德纳常常拿着最新的实验图像向父亲展示,父亲有时饶有兴味地打趣,有时向女儿讨教图像背地的科学意义。


父女似乎又回到了幼时,那时他对杜德纳做出成为科学家的决议产生了庞大的影响, 他激起了女儿对科学的热情和追求科学最高峰的自信心。


几个月后,父亲在家人的陪伴中离世了。


杜德纳的父亲逝世和她的首个严重科学突破简直同期而至。她和团队胜利肯定了自我剪接的RNA 分子中每一个原子的位置。这项成果,是人类把关于RNA 的基础科学转变为基因编辑的工具的起点。

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珍妮弗·杜德纳


在接下来的20 年,许多人为基因编辑技术的展开做出了贡献。杜德纳的故事的与众不同之处在于,她进入基因编辑范畴时已功成名就,在RNA 结构研讨这个最为基础的科学范畴扬名立万:


她取得了1996年的贝克汉姆青年研讨者奖、艾伦·沃特曼奖、生物化学的礼来公司奖,沃尔夫医学奖是与艾曼纽·卡彭特分享的。


除此之外,她还于2002年当选为美国国度科学院院士,随后于2003年当选为美国艺术与科学学院院士。


家庭教育和大学教育


回想杜德纳一路走来,她像是一颗钻石,在家庭教育和大学教育的不时打磨下,才终于绽放光辉。


父亲是她终身的良师益友,给她种下了最初的幻想的种子。


杜德纳说:“父亲逝世后,我才认识到,他对我做出成为科学家的决议产生了多么重要的影响。”


父亲赐予杜德纳的多种天赋包含酷爱人类,以及了解人类如何与科学彼此相连。


当科学研讨面临的不只是实验图纸,还关乎道德选择时,父亲的捐赠变得越发可贵。她深思道:“我以为,父亲会对学习CRISPR 充溢兴味。他是一位人文主义者,是一位人文教授,同时酷爱科学。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。”

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杜德纳一家。左二为珍妮弗,右二为马丁


大学教育则带杜德纳走进了科研的大门,为她的研讨之路打下了坚实的基础。


在各个教授的实验室工作,是杜德纳大学生活的重要部分,她积聚了可贵的实操阅历,也从这些教授们的身上,学习了可贵的科研质量。


好比,在罗伯托·考尔特教授的实验室,杜德纳树立起了科学研讨的全球观念;而在杰克·绍斯塔克教授身上,杜德纳明白了在不同范畴之间树立联络的重要性。

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珍妮弗杜德纳在实验室里


在与杜德纳同事过的科学家口中,都对杜德纳强大的实验操作才干赞不绝口。这个大学时养成的特质,在辅佐杜德纳攫取CRISPR(“规律距离成簇短回文重复序列”的缩写,与英文保鲜盒“crisper”一词同音)这颗基因编辑研讨皇冠明珠时,产生了庞大作用。


彼时,CRISPR 主要遭到研讨生物体的微生物学家的关注。这些微生物学家曾经提出许多精妙理论,其中一些精确无误,但是他们尚未在试管中对此中止对照实验。


杜德纳说:“当时,没人真正胜利分别出CRISPR 系统中的分子成分,也没人中止检测,弄清其结构。因而,像我一样的生物化学家和结构生物学家立刻展开研讨,可谓恰逢其时。”


2009年,杜德纳转向CRISPR基因编辑措施的研讨。


2011年,同样在研讨CRISPR的法国生物学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷的遇到了研讨瓶颈,她感到自己需求一名生物化学家的辅佐。参与其中的生物化学家必须有才干在试管中分别各个化学成分,弄清各成分的作用。于是她找到了杜德纳,俩人一拍即合。

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珍妮弗·杜德纳和埃玛纽埃勒·沙尔庞捷


2012年,她们的研讨成果——CRISPR-Cas9的基因组编辑措施——发表在《科学》杂志上,后来这项成果为她们赢来了诺贝尔奖。


这是有史以来第一次有两名女性共同取得了科学范畴的诺贝尔奖。


杜德纳的作用是标记性的, 她将鼓舞更多的女性投身科研范畴。这正如12岁时读到罗莎琳德·富兰克林的故事时,对杜德纳的鼓舞作用。


就像《解码者》中所说的,在杜德纳与沙尔庞捷共享诺贝尔化学奖时,富兰克林一丝不苟的灵魂会显露一抹笑容。


共走前沿女性科学家的坚韧长大之路


《解码者》的作者 艾萨克森是创作出了《史蒂夫·乔布斯传》《列奥那多·达·芬奇传》等百万册畅销书的出色传记作家。

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沃尔特·艾萨克森


《解码者》一经上市,疾速取得口碑销量双歉收,接连入选《经济学人》、摩根大通、《商业周刊》《时期周刊》年度书单,还被比尔·盖茨列入了自己2021年度最爱5本书之一。


比尔·盖茨为《解码者》写下长篇引荐书评,称“这本书在很多层面上都很有价值”。盖茨说:“首先,能读到一个盘绕女性撰写的科学发现故事真是太棒了……其次,我以为艾萨克森对CRISPR(“规律距离成簇短回文重复序列”的缩写)反动所带来的最重要的伦理问题方面强调的很好。”

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相关于艾萨克森以往所著的传记, 《解码者》更像一本现代科技史。


除了引见杜德纳的个人事迹,艾萨克森也花大量笔墨以群像剧的方式记载了与CRISPR基因编辑技术有关的科学家们,他们像一颗颗闪烁的科学明星,无论身处什么范畴,从食品行业到基础生物学研讨。他们无不留心细节,紧跟前沿;他们彼此既是慌张的竞争关系,同时也是传送“基因编辑”圣火的火炬手们。

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CRISPR 技术展开的关键人物(从左至右):


乔治·丘奇,杜德纳,张锋,沙尔庞捷


从达尔文和孟德尔到沃森和克里克,再到杜德纳和沙尔庞捷,逾越几代科学家的协作,让人类阅历从了解生命的来源到重写生命的密码。


由于科学常常不会因发现带来的庞大飞跃而一日千里,而是一步一个足迹地取得进步的。是一代代科学家持续的科研接力,才最终为人类带来了CRISPR这项能够中止基因编辑的工具。

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CRISPR让人类有可能重写生命的密码


《解码者》中,也将珍妮弗·杜德纳和她的协作者、竞争对手的故事交错在一同,讲述了CRISPR的专利之争、基因编辑引发的伦理问题、生命科学的竞赛及人类的未来。


在这本书中,共走前沿女性科学家的坚韧长大之路,感受科研中鼓舞人心的协作和慌张刺激的竞赛,疾速了解当前生命科学反动中的最新趋向。


解码者:珍妮弗·杜德纳,


基因编辑的历史与未来


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