生命科学入门套书(细胞+认识DNA)

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原文作者: Joshua Z. Rappoport PhD.
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具体描述

BU0139细胞
一本从头开始解说细胞是什么,却不是教科书的科普读物!
细胞,生命体的基本结构单位,但你真的了解它吗?
你知道人类是如何发现细胞构造的吗?跟显微镜的发展有什么关联?
细胞的结构是什么?它在人体内如何运作?
更重要的是──
DNA、RNA的转译、转录如何影响你;
人工改造基因体技术CRISPR是什么?操控基因体可能吗?
还有,攸关你我未来的个人化医学与再生医学的发展与可能难题有哪些……


 
细胞是生命的基本单位,单细胞生物无所不在,包括我们身体的表面。人体是由特定细胞类型,排列成特定结构、并且彼此相互联系的不同自给自足的器官。我们的细胞可以被分离,并且在培养皿中生长。一个功能不正常的细胞可以是癌症形成的原因。细胞疗法、干细胞的潜能,以及许多现代的个人化和再生医学,归根究柢都是受惠于对细胞在分析、理解和操作上新方法的运用。没有先了解细胞和细胞生物学,便无法理解现代生物医学的研究和临床实作。因此,本书将细胞视为人类健康和疾病的核心焦点,人体的内部运作以及现代医学的主要治疗目标。

《细胞》作者书写与细胞相关的大部分知识,从DNA双螺旋、孟德尔的遗传学说到基因体的破解与操作、最新的人工改造基因体技术CRISPR,从细胞、器官到系统,以及将生物科技运用在现实生活上,甚至还介绍了观察细胞的光学显微术发展和最新技术。本书文字浅显易懂又不拖泥带水,读来有趣且没有门槛。

BU0058X认识DNA
DNA时代已经来临!但你,认识DNA吗?
亲人有癌症病史时,你就该做基因检查吗?
复制人真的可能吗?SARS可怕在哪里?
H1N1跟一般的流行性感冒病毒有什么不同?
本书详述基因科学的基本知识,补充最新的发现和研究,
Update你的DNA科学常识与知识!

 

  基因体是一本历史,记录着人类时光旅行的故事;它是一本工作手册,以数位的方式记载人体每一个细胞的制造蓝图与操作的秘密。研究基因体可以回溯人类的演化进程,可以看到祖先与疾病搏斗的记录,也可以察觉基因体的主人是不是比较容易罹患癌症、心脏病、中风、忧郁症……,甚至可以从DNA端粒的长度一窥寿命的天机。

  自从人类基因体计画在2000年完成草稿以后,DNA的新时代已经来临,疾病的本质完全改观,DNA为疾病提供了新的解释、新的诊断、新的疗法,与新的预防策略;如今医学文献几乎不能不用DNA观点审视研究的设计与解释。在此之前,人类的基因几乎是一个未知的谜团,我们即将成为破解这个谜团的第一个世代。我们有必要重新深入认识DNA、基因、基因体这些基本词汇所代表的意义,以及它们的构造与功能,才有能力回顾这些年来DNA科学的主要进展,并进一步了解什么是「生物技术」,以及一探DNA科学终极目标之一的「基因疗法」现况。

  有人说,现代人不会上网、不会收发电子邮件,就算是一种文盲。同样的,学习自然科学的人如果不能了解近年来DNA科学的发展,也会落入看不懂医学、生物学最重要文献的窘境。这就是本书出版的原因和目的。我们着重介绍基因体的基本知识,并补充近年来DNA科学最新的发现和研究,期许能为读者做一次DNA新乐园的导览。

好的,这里为您提供一份不包含《生命科学入门套书(细胞+认识DNA)》内容的图书简介,内容详实,旨在介绍生命科学领域其他重要主题。 --- 生命的奥秘:从宏观生态到微观分子图景的探索之旅 一、 远古回响与地球生命史的宏大叙事 本书旨在带领读者穿越数十亿年的时光隧道,探索生命在地球上波澜壮阔的演化历程。我们不着眼于细胞结构或DNA双螺旋的精细解析,而是将焦点投向生命系统在地球尺度上的动态变化与相互作用。 1. 地球的创生与生命的起源: 本卷首先回顾了地球行星的早期状态——从原行星盘的吸积到冥古宙的炽热地幔。我们将深入探讨生命起源的复杂化学路径,聚焦于“原始汤”理论、深海热液喷口假说,以及无机物向有机单体转化的关键步骤。这部分内容将详尽分析早期地球环境中,氨基酸、核苷酸等生命基石是如何在特定的物理化学条件下得以合成,并最终汇聚成能够自我复制的原始聚合物。我们还将讨论RNA世界假说,重点阐述RNA分子在催化功能和信息存储上的双重角色,以及它如何为后续更稳定的DNA/蛋白质系统的出现铺平了道路。 2. 寒武纪生命大爆发与生命形态的辐射: 我们将重点剖析寒武纪生命大爆发这一生物史上最剧烈的事件。不同于微观层面的基因突变,本章侧重于宏观形态的突然涌现。通过对三叶虫、奇虾类以及早期脊索动物化石群的系统性考察,我们试图理解为什么在相对短暂的地质时期内,主要的动物门类会集中出现。讨论将涉及海洋环境的氧气含量变化、古地理构造(如冈瓦纳大陆的裂解)对生物地理分布的影响,以及捕食者与猎物之间军备竞赛的生态驱动力。 3. 显生宙的危机与复苏: 生命演化史上最引人注目的莫过于五次大灭绝事件。本部分将详细描绘二叠纪末期火山活动对全球气候的剧烈影响(如西伯利亚暗色岩喷发),以及其如何导致海洋生态系统近乎彻底的崩溃。我们还将探讨白垩纪末期小行星撞击事件的证据链条——从铱异常层到冲击石英的发现,并分析撞击后对全球食物网的连锁反应,以及幸存者(如早期哺乳动物)如何利用新出现的生态位实现后续的繁盛。 二、 生态学的宏伟结构:相互依存的网络 本部分将完全脱离细胞核或线粒体的视角,转而关注生物体之间以及生物体与环境之间复杂而精妙的动态平衡。 1. 群落结构与物种共存理论: 我们探讨不同物种如何在同一栖息地内和平共处,避免直接竞争导致一方被淘汰。重点分析生态位分化的机制,包括时间隔离、空间隔离(如栖息地选择)和资源利用差异。对经典竞争排斥原理(Gause's principle)的深入解读,将与当代基于连续性模型的基于资源的竞争模型进行对比,以解释热带雨林中物种高度多样性的稳定机制。 2. 生物地球化学循环的驱动力: 生命不仅仅存在于环境中,它驱动着环境的物质转化。本章聚焦于关键元素的全球循环,特别是碳循环、氮循环和磷循环。我们将详细阐述微生物(区别于真核细胞内部的代谢)在固氮作用、硝化作用和反硝化作用中的核心角色,以及这些过程如何影响大气组成和全球气候。探讨人类活动(如化石燃料燃烧和工业化农业)对这些平衡的扰动,及其带来的环境后果,例如海洋酸化和“死亡区”的形成。 3. 种群动态学与反馈机制: 种群规模的增长并非无限的。本节引入逻辑斯蒂增长模型,阐述环境承载力(K值)的概念,并探讨限制种群增长的密度制约因素。我们将分析捕食者-猎物之间的周期性波动关系(如莱克斯-沃尔泰拉模型),以及寄生关系如何塑造宿主种群的年龄结构,展现生态系统中普遍存在的负反馈和正反馈机制。 三、 动物行为学:适应性策略的展现 本部分深入研究动物如何在其复杂环境中做出决策,这些行为是长期自然选择的结果,而非单一基因表达的产物。 1. 觅食策略与优化理论: 动物如何高效地获取能量?我们将分析最优觅食理论(Optimal Foraging Theory, OFT),包括食谱选择、停留时间决策等。通过对不同体型、不同生态位捕食者(如蜂鸟采蜜与狼群围猎)的案例分析,展示它们如何权衡能量获取与风险暴露。 2. 繁殖策略与亲代投资: 性选择是驱动许多奇特性状(如孔雀的尾羽)形成的关键力量。本章将区分雌性选择和雄性竞争,讨论交配系统的多样性(一夫一妻、一夫多妻、多夫多妻)。核心内容在于亲代投资理论,解释父母双方在后代生存与繁殖成功率之间做出的资源分配权衡,以及由此产生的性别冲突。 3. 社会性行为的起源与维持: 我们探究为什么有些动物(如蚂蚁、蜜蜂、灵长类)会形成高度复杂的社会结构。重点分析亲缘选择理论(Kin Selection)和汉密尔顿法则,解释利他行为(如工蜂牺牲自己保卫蜂巢)如何在基因层面上得到遗传,以及互惠利他在非亲缘个体间的演化基础。 --- 本书的视角始终保持在宏观的、系统的、相互关联的层面上,关注生物体群落、生态系统动力学以及宏大的生命演化史,为读者构建一个立体的、动态的生命世界图景。

著者信息

作者简介

约书亚.拉普波特博士Joshua Z. Rappoport PhD.
约书亚.拉普波特博士获有布朗大学生物学学士学位,以及纽约大学生物科学研究生院西奈山医学院疾病和治疗学机制计划博士学位。在他的论文辩护后,拉普波特博士在纽约市的洛克菲勒大学细胞生物物理实验室进行博士后研究工作。随后,他获聘为英国伯明翰大学生物科学学院的终身教职。
2014年,拉普波特博士回到美国,目前是西北大学芬博格医学院(Feinberg School of Medicine)的高级显微镜中心和尼康影像中心主任,以及分子和细胞生物学系教师。拉普波特博士的科学观点旨在开发和应用尖端显微镜来解决细胞生物学中的基本问题。
拉普波特博士和他的神经科学家妻子艾玛,以及他们的狗克里斯生活在芝加哥。

相关着作:《细胞:影响我们的健康、意识以及未来的微观世界内幕》

林正焜
林正焜

  台大医学系毕业,前台大医院医师
  现为开业医师、OneGene Biotech Inc.研发顾问。

  着有:《认识DNA》、《细胞种子》以及《性不性,有关系?──有趣的性博物志》,这三部作品曾荣获中国时报开卷十大好书奖,以及第五届吴大猷科学普及奖创作类金签奖。

相关着作:《性不性,有关系:认识生命科学必读的性博物志》《细胞种子(修订版):干细胞和脐带血的故事》《认识DNA(全新增修版):基因科学的过去、现在与未来》《性不性,有关系──有趣的性博物志》

译者简介

曹顺成
1960年出生于台北市。中兴大学昆虫学系、台湾大学植物病虫害学研究所毕业。曾任职于中央研究院动物研究所、生物多样中心;阳明大学生命科学系暨基因体研究所。现任职于台湾大学国际事务处与共同教育中心,专长昆虫分类学与演化生物学。
译有:《裸猿──一位动物学家对人类动物的研究》。

相关着作:《细胞:影响我们的健康、意识以及未来的微观世界内幕》《裸猿》

图书目录

BU0139细胞 
导读 台湾大学动物学研究所副教授 丁照棣
推荐专文 更好的未来/台湾大学物理学系教授 朱士维
前言 为什么要读这本书?
第一部 什么是细胞?以及它们如何运作?
 第一章—    世界改变的那一天
 第二章—    细胞导览
第二部 遗传密码──作用、意义与人类的解译
 第三章—     分子生物学的中心法则
 第四章—     生命解密:通往双螺旋之路
 第五章—     表观遗传学:超越中心法则
 第六章—     僧侣的花园:孟德尔的独立分配律与如何被拆解
 第七章—     革命性的反应,或,如何在你的厨房里做出DNA
 第八章—     难题的拼凑:我们如何对DNA定序
 第九章—     基因体和个人化医学:进展、前景和潜在的问题
 第十章—     操作基因体在学术、技术和伦理上的问题
 第十一章—科幻小说和社会小说:基因的内涵
第三部:看到极微细事物的惊人科技
 第十二章—教我们如何去看的水母
 第十三章—我们如何看清楚活细胞的内部
 第十四章—层光显微术,或,选定平面照明显微术中的光大都停在平面上
 第十五章—超解析率显微技术:一次只开一盏灯
 第十六章—萤火虫幼虫如何发光?冷光成像的优点
 第十七章—更多拍摄漂亮和启发性照片的方法
第四部 生死攸关
 第十八章—细胞如何死亡
 第十九章—爱滋病毒的奥秘
第五部 细胞、器官和器官系统
 第二十章—什么是器官?为什么我们会有器官?
 第二十一章—肾脏:协同作用的细胞
 第二十二章—大脑的运作、学习与它很难研究的理由
 第二十三章—免疫系统:它如何捍卫我们,却有时会攻击我们
第六部 细胞生物学专业的好坏与未来
 第二十四章—我们如何差一点就战胜癌症
 第二十五章—伦理、野心与其他不是最伟大的发现
 第二十六章—奈米革命
 第二十七章—金钱、权力、野心和知识的追求:对科学现状的思考
参考书目
致谢
 

BU0058X认识DNA
推荐序 基因体科学的敲门砖 严宏洋
推荐序 当代人的DNA追寻?知识愈多 了解愈少 陈为坚
审订者序  让病毒无所遁形的DNA技术 洪火树
全新增修版说明 
前言  文明的里程碑

第1部 基因体的构造与功能

第1章 人类的基因体
一、基因体是记载在DNA上的细胞标准作业程序
二、基因可以剪接,可以开关和调节强弱
三、基因体种种有用没用的片段
四、粒线体DNA暗藏母系祖先信息

第2章 缤纷的基因体多样性
一、突变的效果
二、单核?酸突变是辨识基因型的重要窗口
三、基因体有许多重复出现的短串,可以当作DNA指纹
四、「医生,请先检验我的基因!」

第3章 细胞如何冻结基因?
一、外基因遗传让一样的DNA序列有不一样的表现
二、基因印?让不同来源的基因有不一样的表达
三、家族性智能不足的原因可能是基因过度甲基化
四、甲基化过与不及都可能致癌

第4章 分子武器——拦截入侵者
一、双股RNA竟然会关闭基因
二、RNA干扰机制在实验室达成令人期待的初步成果
三、RNA干扰成功治疗小鼠的肝炎
四、临床使用的RNA干扰药物

第2部 如果基因不按牌理出牌

第5章 细胞的叛变
一、癌是基因的疾病
二、鸡为什么长了肉瘤?
三、癌症是好几种基因携手打造的怪物
四、抑癌基因是细胞週期的煞车器

第6章 DNA与癌症
一、肝癌的主要病因是肝炎病毒
二、启动EB病毒复制可以治疗鼻咽癌及淋巴癌吗?
三、从基因型预知大肠癌的可能性
四、建立乳癌基因型资料库防治家族性乳癌
五、我们需要花钱做癌症风险DNA筛检吗?

第7章 从DNA看常见疾病
一、从DNA寻找动脉硬化的疗法
二、预知失智纪事
三、气喘是许多基因被环境因素挑起的反应

第8章 擅于改头换面的流感病毒
一、流感病毒的来历
二、正在威胁着人类的禽流感和猪流感
三、2009H1N1流感的真面貌
四、流感疫苗

第9章 人工基因的用途 一、基因可以用来治疗疾病吗?
二、基因可以用来当作疫苗吗?
三、如何运送基因到细胞里头?
四、操作DNA可以制作多功能干细胞

第10章 人类基因疗法的经验
一、第一个成功案例
二、腺病毒载体引发免疫风暴
三、非病毒载体的经验
四、转基因如何造成癌症?
五、基因疗法的前景

第3部 实验室之终极秘技

第11章 PCR、定序、与即时PCR
一、聚合?连锁反应是DNA科学的核心技术
二、DNA自动定序
三、二代定序NGS(next generation sequencing)
四、高度敏感的定量工具——即时聚合?连锁反应

第12章 DNA晶片
一、基因晶片的功用与制作方式 
二、晶片的实际用途
三、全基因体关联研究(GWAS)
四、尚待克服的实际问题

专有名词对照
主要参考资料

图书序言

BU0139细胞
这本由约书亚.拉普波特博士撰写的新书,透过作者广博的知识以及深入浅出的文笔,让即使是非科学专业背景的读者,也能一窥快速发展的分子生物学技术以及光学显微技术最新的进展。我自己也在分子生物学的部分学到很多新概念,受益匪浅,因此很推荐给对跨领域研究有兴趣的读者。
──台湾大学物理学系教授 朱士维

精确地传达了细胞生物学中传统指标背后的历史背景,以及我们近期在透视细胞内部运作方面令人振奋的进展。
──医学博士、英国华威大学华威医学院微生物基因体学教授、《演化指南》作者 马克.裴稜

细胞是对一幢建构生命的神奇大厦的概观。约书亚.拉普波特精辟地介绍了细胞如何运作、人类如何发现细胞,以及对地球上生命的因果关系。每一页都流露出作者对他所探讨主题的热爱。所以请仔细阅读这本书,因为它可能会影响你!
──英国皇家科学院院士、英国伯明翰大学生物科学学院生物化学教授 史蒂夫.巴斯比

《细胞》是由一位年轻的细胞生物学家出于爱好的创作,他想要跟大家分享他所热爱的主题。约书亚.拉普波特让我们更清楚的意识到这个看似学术性的主题,在我们人性和未来的各个层面上是何等重要。他以一种嘲讽和娱乐的手法,把握现实生活中接触到的每一个类比的机会,正确地阐明分子细胞生物学中尖端的概念……让不是科学家偶尔也能够理解复杂的观念。约书亚.拉普波特在书中也很有技巧地避免疏远生物学家,甚至让他们也可以学习一些新的事实,见证本书内文中彻底、精心研究的本质。透过向读者讲述一连串引人入胜、跨越现代分子细胞生物学的诞生和各种发现的轶事,《细胞》弥合了高等教育史上最新的教科书和词藻华丽、启发性哲学散文之间的鸿沟,呈现一种令人愉悦的回味和比我们以前想像更重要的微观世界。
──博士、巴黎巴斯德研究院影像科学园区研究组组长兼主任 史宾塞.梭德

推荐专文

更好的未来:从细胞、分子生物学与光学显微技术到医学的道德议题
台湾大学物理学系教授 朱士维


  诺贝尔奖得主Sydney Brenner 曾说:「Progress of science depends on new techniques, new discoveries and new ideas, provably in that order.」亦即若回顾科学史发展,很多时候新的技术发展,带来新的观测结果,从而产生新的想法与概念,因此新技术发展在科学上扮演举足轻重的角色。这本由约书亚。拉普波特博士撰写的新书,透过作者广博的知识以及深入浅出的文笔,让即使是非科学专业背景的读者,也能一窥快速发展的分子生物学技术以及光学显微技术最新的进展。我自己也在分子生物学的部分学到很多新概念,受益匪浅,因此很推荐给对跨领域研究有兴趣的读者。

  对于没有生物学基础的读者来说,本书的前半部可能会出现非常多不熟悉的专有名词。建议读者先尝试看懂它们之间的关联与主要功能即可(例如第三章作者用餐厅点餐类比DNA、RNA、蛋白质之间的关系),只要能够了解细胞的大致结构以及重要分子之角色,应该就足以体会作者提及的新技术们如何对生命科学带来革命性的改变。

  但若读者已经有细胞生物学基础,对于第二部的内容应该很感亲切。例如发现DNA 结构(第四章)、聚合酶链反应(PCR,第七章)、基因体定序(第八章)等近年重要的技术。九到十章介绍了一些基因科技最新的进展,例如最近火红的人工改造基因体技术(CRISPR,第十章),值得一读。

  在我们受教育的过程中, 每个人都应该有机会用过光学显微镜(还记得观察自己的口腔上皮细胞,或是跑来跑去的草履虫吗?)。如同作者引用虎克的话:「显微镜开拓我们视野里新的世界和未知的领域」,第三部的进阶显微技术对于有兴趣的读者来说,将很具启发性。在谈显微影像的时候,通常我们关注几个重点,包括对比、解析度、深度、速度、与活体相容性等。一般会觉得解析度是最重要的,但是其实更重要的是对比。因为没有对比,就看不到任何影像。所以作者在这部分的开头第十二章谈的就是萤光蛋白技术的发展,可说是活体动物研究最重要的对比方法之一。接着则是可提供轴向对比的新颖显微技术(例如共轭焦、双光子、层光照明技术等),让深组织观察变得容易。有了好的对比之后,第十四章则提及解析度提升的方法,使得细胞内部的奈米级结构变得清晰可见,相关研究也获得2014 年诺贝尔化学奖之殊荣。

  十七章与二十二章提到大脑研究以及光遗传学的全新领域,作者指出现在是神经科学发展的关键性时刻,各种新的生物与物理方法结合,加上大规模资金的投入,有可能在不久的将来,让人类对于我们身上最不被理解的器官—大脑,有更深刻的认识。台湾在这方面的研究其实有领先世界的进展,有兴趣的读者可以参考清华大学江安世院士的研究成果,已经可以达到让模式动物果蝇在完全自由行动不自觉的情形下,以光遗传学的方法遥控特定神经元的活性,照光就启动特定的行为,例如前进、后退、举翅、摇头等,非常神奇!

  这本书以客观的角度陈述科学的发展对人类的帮助,以及探讨其中种种复杂的道德议题(例如筛选或加工新生儿基因,以及科学伦理的问题),正是我们现在需要的。让一般大众也能体会科学的美好与力量,同时能进行深刻的理性思考,而不是只跟着舆论起舞。

  如同作者在第五章提到个体的经历会透过基因表达传递给下一代,也就是说我们在细胞分子层次其实继承了一个很大的人类集体记忆。在这个传播快速的时代,网路上充斥着负面言论,这不仅影响我们的思考习惯,事实上也在将这样的习惯遗传给下一代。这或许也是为什么从个人到集体,社会上的争执似乎越来越多。如果我们能够一起努力,将正面思考的能力、慈悲与爱的力量,透过细胞分子代代相传下去,人类才能走向更好的未来。


BU0058X认识DNA
 

〈推荐专文〉基因体科学的敲门砖 严宏洋

  曾经共同主导国际基因体计画的Francis S. Colin (从去年九月起,担任美国国家卫生研究院院长),在今年初发表了一本名为《The Language of Life: DNA and the Revolution in Personalized Medicine》的科普书籍。他用了十章的篇幅,谈从人类基因体被解读后,对个人、社会的冲击;同时也讨论在个人基因的隐私,与医疗上所面临的诸多两难的局面与对策。由于他这本书所要诉求的对象是普罗大众,因而在行文时,很少使用科技名词。要严格的说,这是一本属于偏于「软性」的科普书籍。因而对于真想进一步了解最近有关基因体研究,和其影响的读者来说,唸起来会有种意犹未尽的感觉。很幸运的是,林正焜医师刚刚完成了他先前写的《认识DNA》一书的再版(第一版出刊于2005年),正好填补了这需求。相较于前述Colin的着作,林医师的新着,应该可归类于较为「硬性」的科普书籍。换句话说,真正想了解基因体的内涵的读者们,可以这本中文科普书籍,做为入门基因体学的敲门砖。

  再版的《认识DNA》这一本书,共分为三大部份。第一部的主题是;基因体的构造与功能。

  这一部份共有四章。第一章先对人类的基因体做了简单的定义;然后在第二章对基因的多样性给予诠释。第三章则是谈外因基因、基因印?,以及基因过度甲基化的基因冻结机制。第四章主要谈的是RNA的干扰机制。这是近几年很热门的研究题目,主要是因为可以用在新药物的开发。

  第二部份的主题是;如果基因不按理出牌。从这一主题就可知道,这部份涵盖的六章,主要在探讨癌与基因的关系(第五章);DNA与癌症(第六章);从DNA看常见疾病(例如:动脉硬化失智气喘)(第七章);流感病毒(第八章);人工基因的用途(第九章);人类基因疗法的经验(第十章)。

  第三部份的主题是:实验室之终极祕技。主要是在介绍研究基因体的两大工具。那就是聚合?连锁反应、定序与即时聚合?连锁反应(第十一章);与DNA晶片(第十二章)。整体的来说,这本修订过的再版书,对过去五年来基因体研究的发展,做了个回顾,并且指出一些尚待克服的实际困难。譬如说:我自己主持的实验室,过去几年中一直在从事以香鱼为模式动物的有关老化的研究。从今年起开始投入大量的经费,试图以DNA晶片的技术来筛选有关老化的基因群的表现。一收到报告时,原先所期待的新发现的喜悦,却被几千个基因表现上的微小差异,而难以解读其意义所淡化了。这些实际的问题,在本书的最后一章,作者也给了些交代。

  从科普的角度来看,《认识DNA》这一本书,不是一本可以当闲书来唸的书籍。由于字里行间有许多的科学专有名词,因而读者想要好好唸完这本书时,应该有心理准备,要一章一章慢慢的读,才能吸收作者所要传达的讯息。我个人认为,这本书很适合高中及大学主修生物学的学子们,拿来做为课外补充书籍,必定可增长对最近基因体研究发展的了解。对没有升学考试压力的大众而言,基因体的知识已经是不能不具备的基本知识。拿起这本书,好好的读完它,一定不会令你失望的。

  (本文作者为中央研究院细胞与个体生物研究所研究员)

〈推荐专文〉当代人的DNA追寻?知识愈多 了解愈少 陈为坚

  对于一本科普书而言,能够在五年内再版,放在今日「实体书籍」日渐萎缩的大环境来看,更是一项不容易的成就。读者的热烈回馈,基本上就是对于该书最好的肯定了。

  在第一版的序言里,我曾经引用彼得?杜拉克之「心灵地图」来说明基因体与当代人的自我认知。当时我就深深感受到本书生动而不失准确的写作风格,与一般的翻译型科普书籍有很大不同。本书的再版,也算是印证我当初的推荐序诚属实言而非溢美之词。但是就如作者在全新修订版中的说明,本书出版五年来基因体科学的进展可说目不暇给。现在回过头来看,似乎也在改变研究人员对于DNA科学的「心灵地图」:一开始的乐观、自信,反而随着愈多的知识,让人看清我们所了解的何其不足!

  在新改版中,作者增加了不少新而有趣的进展。像是在第12章,作者简介了新近的晶片技术与全基因体关联研究(genome-wide association study,简称GWAS)。尤其是GWAS这个故事特别值得一谈。一开始研究人员只是单纯地想利用「地毯式搜索」,来蒐寻引发疾病的易感受性基因变异。在有系统比对同一群人是否出现单一核?酸的变异(single nucleotide polymorphism,简称SNP)后,研究人员汇整了50万到100万左右的SNP。接下来为了克服杂讯的干扰,因此透过跨国团队的合作,在很短的时间内就累积了超过千人的病例组人数与对照组人数,然后将检体送进高通量的定型机器,进行数十万个SNP标志的定型。用俗话来,可说是一项「烧钱又烧人」的研究策略。但是自然界似乎跟研究人员开了一个很大的玩笑。虽然有少数新的标志被找到,但是这些变异,全部加起来,能够解释疾病的变异量,常常不到10%!我有时跟学生开玩笑说,就算把GWAS有关第二型糖尿病的数十个基因变异都定型了,这些知识的总合对于是否发病的预测,还不如体重一项所能够解释的变异量大小。也就是与其花费大量金钱在基因定型,还不如去买一部体重计!当然,这不是说DNA科学不必研究。反而是说,在正确解读DNA科学这本复杂的书时,是需要一些「修养」的,过度乐观导致的简化或刻意抵制而忽视,都不是好的策略。

  对于人类基因体计画之完成,很多论者,包括本书作者,都把它比拟成16世纪麦哲伦(1480-1521)所率领完成的地球环航。不过随着初步定序之完成,研究人员开始更有系统寻找基因变异时,最具代表性的故事莫过于全基因体关联研究的兴起及其令人失望的结果。从这个角度来看,过去几年的DNA科学进展,也许比较接近哥伦布(1451-1506)的探险:用错的地图(不知欧洲与亚洲之间,还存在着一个美洲)、到达错的地点(到了美洲却坚持是到了亚洲的印度群岛)、而其错误的命名(把俘来的当地土着称为印第安人)却仍顽固地被沿用至今。但是不可否认地,哥伦布的探险终就开发了一片新天地。

  整体来看,回到本书的初衷,也是我乐于再度为本书写序的理由,就是我们需要与时俱新的DNA知识,好让我们认清现有了解的限制,而能继续永不停止的探索。

  2010年 8月 25日

  (本文作者为国立台湾大学终身特聘教授、公卫学院副院长、公卫系暨流行病学与预防医学研究所教授、台大基因体医学中心遗传流行病学核心实验室负责人)

〈推荐专文〉 让病毒无所遁形的DNA技术 洪火树

  近几十年来,出现了许多对人类社会产生重大影响新兴疾病,其中大部分是新兴传染病,病原在一个全新宿主体内大量复制后传播给人类。例如从墨西哥开始爆发的2009H1N1新流感,据美国疾病死亡週报的报导,一开始(在4月26日之前)就造成至少81人死亡(Dawood, 2009;MMWR2009)。紧接在墨西哥和美国之后,2009年H1N1流感迅速攻陷欧洲、亚洲、非洲及南美洲,传播的速度和范围这么惊人,主要原因应该是密切的空航(空中交通?),让病毒随着人类宿主搭乘飞机旅行到全球各地(Dawood, Jain et al 2009; Swedish, Conenello et al 2010)。当时世界卫生组织与美国疾管局都忧心这种流感会流行全球,2009年6月10日世界卫生组织终于正式宣佈2009H1N1新流感大流行。

  就像2003年SARS爆发仅仅短时间造成人类社会不安一般,2009H1N1流感大流行也在2010年7月正式宣佈已经结束,流行期仅只一年。人类文明史经历了很多次死伤惨重、影响深远的疫病,相较之下,我们是不是幸运地可以免于疫病的伤害或可以降低疫情到最轻微的程度,就像在2003年经历的SARS或2009年经历的H1N1流感一样?在多久的未来我们又会遭遇另一个新兴疫病?

  从林正焜医师这本《认识DNA》二版,读者可以认识当代DNA技术的原理与应用,事实上,2003年和2009年的疫病会被迅速控制扑灭,最主要的原因可能要归功于近年DNA技术的进展。最新的DNA技术让科学家可以迅速辨识病原,大量解码病原的DNA∕RNA序列,这一来卫生单位就能够针对病原採取对策,建立确实的诊断原则,研发有效的疫苗,监控疫情,防止致死疫病传播。我相信,阅读这本与时俱进、精彩的书之后,读者对于DNA科学如何改变人类的文明会有通盘的认识。

  (本文作者洪火树博士为美国Walter-Reed Army Medical Center分子诊断与病毒疾病部门主持人)

图书试读

用户评价

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**评价三** 坦白说,我对生物学一直有点“敬而远之”,觉得那些拉丁文的名字、复杂的反应过程,光是听着就头大。所以当初买这套《生命科学入门套书(细胞+认识DNA)》的时候,其实心里并没有抱太大期望,只是想随便看看,了解一下基础知识。结果,它彻底颠覆了我的看法!《细胞》这本书,它的语言风格非常活泼,一点也不古板。作者经常会用一些生活中的例子来比喻细胞的结构和功能,比如把细胞膜比作是“大楼的边界”,把线粒体比作是“发电厂”,这样的比喻真的太形象了,让我瞬间就能理解那些抽象的概念。而且,书里的插图简直是神来之笔,色彩鲜艳,线条清晰,把细胞里的各种细胞器都画得栩栩如生,甚至还会有动态的模拟图,让你感觉细胞好像真的在“动”一样。它讲到细胞之间的交流,细胞的分化,甚至是一些简单的免疫反应,都解释得条理清晰,逻辑性很强。更让我惊喜的是,它还讨论了一些生物技术的应用,比如基因工程、干细胞研究,这些内容让我觉得生命科学离我们的生活并不遥远,而且充满了无限的可能性。这本书真的让我对“细胞”这个概念有了全新的、深刻的认识,完全打消了我对生物学的恐惧感。

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**评价五** 收到《生命科学入门套书(细胞+认识DNA)》的时候,我最先翻开的是《细胞》这本。不得不说,这本书的图片质量真的很高,色彩鲜艳,而且有很多细节图,把我从前在教科书上看到的模糊不清的细胞图完全比了下去。它从细胞的组成部分讲起,比如细胞膜、细胞质、细胞核,还详细介绍了各种细胞器,像线粒体、内质网、高尔基体等等,每一个部分都有清晰的插图配合,甚至有些插图还有动态效果,让你能直观地看到它们的功能。作者的语言风格很接地气,他会用很多生动的比喻来解释复杂的概念,比如把细胞比作是一个微型的“工厂”,而各种细胞器就是工厂里的不同车间,各司其职。他没有只停留在细胞的结构层面,还讲到了细胞的功能,比如细胞如何获取能量,如何进行物质运输,甚至还讲到了细胞的分裂和死亡,这些都是生命活动最基本的过程。这本书真的让我对“细胞”这个微观世界有了更深刻的认识,也让我体会到生命体的精密和复杂。它不只是知识的传授,更是一种对生命现象的观察和思考引导。

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**评价四** 我一直觉得DNA这个词很酷,但对其具体运作机制一直是一知半解。直到我读了《生命科学入门套书(细胞+认识DNA)》里的《认识DNA》这部分,才感觉自己真的“入门”了。作者的叙述方式非常引人入胜,他没有直接抛出一堆科学名词,而是从DNA的发现史讲起,就像是在讲一个侦探故事,你会忍不住想知道接下来的剧情。他详细地描述了DNA的分子结构,用浅显易懂的语言解释了碱基配对的原理,以及这个结构如何巧妙地储存了大量的遗传信息。我最喜欢的部分是关于基因和蛋白质合成的讲解,作者把DNA上的基因比作是“指令书”,而蛋白质则是根据这些指令“制造”出来的“执行者”。这个比喻让我一下子就理解了基因表达的过程,也明白了为什么DNA如此重要。书里还涉及到一些遗传学的基本概念,比如显性基因和隐性基因,还有一些常见的遗传病是如何产生的。这些内容虽然听起来很专业,但在作者的讲解下,都变得容易理解。读完这本书,我感觉自己就像是获得了一把钥匙,能够打开理解生命奥秘的大门。我对遗传、进化这些概念有了更深入的思考,也对人类自身的奥秘感到更加着迷。

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**评价一** 我一直对生命科学充满好奇,但又觉得它好像很深奥,不知道从何下手。这次看到《生命科学入门套书(细胞+认识DNA)》这套书,名字就特别吸引人,感觉是为我们这种初学者量身打造的。拿到书之后,我迫不及待地翻开第一本《细胞》。这本书的排版很舒服,插图也画得特别精美,一点都不枯燥。它从最基本的细胞结构讲起,像是细胞膜、细胞质、细胞核这些,都用很生动形象的比喻来解释,比如把细胞膜比作是细胞的“门卫”,负责控制进出。然后又讲到各种细胞器,像是线粒体是“能量工厂”,核糖体是“蛋白质合成车间”,虽然听起来像是科学术语,但作者的讲解真的能让你一下子就明白它们的功能和重要性。书里还穿插了很多细胞的真实照片和3D模拟图,看得我大开眼界,原来我们身体里有这么多我们看不见的“小世界”。最让我惊喜的是,它还讲到了细胞的分裂和生长,甚至是一些简单的疾病和细胞的关系,感觉把原本遥不可及的科学知识变得亲切多了。读完这部分,我对我们身体的构成有了全新的认识,也对生命的神奇感到由衷的赞叹。

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**评价二** 本来我只是对“认识DNA”这个部分有点兴趣,因为感觉DNA好像是所有生命的基础,但具体是怎样运作的,我是一点概念都没有。没想到,这套书里的《认识DNA》真的给了我巨大的惊喜。它不像我想象中的那种干巴巴的教科书,而是像在讲一个引人入胜的科学探险故事。从DNA的发现历史开始,讲到沃森和克里克如何一步步揭开DNA双螺旋结构的奥秘,这过程本身就充满了戏剧性。然后,作者用非常易懂的方式解释了DNA的组成,像是碱基对的“A-T”、“G-C”配对原则,甚至还解释了为什么这样配对很重要。更绝的是,它把DNA比作是生命的“蓝图”或者“代码”,里面的碱基序列就像是写着指令的文字,告诉细胞该怎么合成蛋白质,怎么生长发育。书中关于基因、遗传、突变这些概念的讲解也相当到位,让我终于明白我们为什么会和父母长得像,为什么有些人会有家族遗传病。我特别喜欢里面讲到DNA的复制过程,那种精确到分毫不差的复制机制,简直是造物主的鬼斧神工。读完之后,我对生命的遗传信息和传递机制有了相当清晰的理解,感觉自己好像窥探到了生命的底层逻辑。

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