刘慈欣DNA样本被送入太空期望在太空永久保存

云枫 · 发表于: 2005-7-9 03:34:15

　　脱氧核糖核酸是分子结构复杂的有机化合物。作为染色体的一个成分而存在于细胞核内。功能为储藏遗传信息。DNA分子巨大，由核苷酸组成。核苷酸的含氮碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶及胸腺嘧啶；戊糖为脱氧核糖。1953年美国的沃森（James Dewey Watson）、英国的克里克与威尔金斯描述了DNA的结构：由一对多核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕构成。糖-磷酸链在螺旋形结构的外面，碱基朝向里面。两条多核苷酸链通过碱基间的氢键相连，形成相当稳定的组合。
　　分子编码中使用的遗传指令所有已知生物的发展和运作。

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帮5买 · 发表于: 2019-1-20 09:42:00

源自：科学大院微信公众号

　　最近沃森在被剥夺行政岗位后，被他供职的冷泉港实验室取消了荣誉称号，原因是涉嫌“种族歧视”。这些年来，沃森一直是风口浪尖的人物，他做了什么？一位生物学巨擘，为什么引发了如此大的争议？
　　我希望以此小文来尽量客观得介绍下沃森其人其事，尝试分析下他落到如今田地的原因。

一：沃森：当代生物学的神祗
　　25岁成为DNA之父
　　无论情况是什么样，我们都不能抹杀沃森在生命科学领域的贡献。
　　一提到他，我们第一时间就会想到DNA双螺旋，是的，这位来自美国的分子生物学家，和另一位来自英国的科学家克里克共同发现了DNA的双螺旋结构，开启了分子生物学时代，因此也被誉为DNA之父。

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这张著名的照片，上面就是DNA双螺旋发现者沃森和克里克（图片来源：https://www.bostonglobe.com/arts/books/2013/04/13/selected-books-genetics/Lfjzqi5dZ4dAz65xt1TAaK/story.html）

他们的发现有多大的意义呢？
　　我觉得无论如何形容都不为过，比如有的人把DNA双螺旋结构和相对论、量子力学并列为20世纪最伟大的三大科学发现；而我用另一个内容来形容一下，那就是在生物学历史上可以比肩达尔文的存在。
　　在生物学历史上一共有三次大的飞跃。
　　第一次提出了生物学的进化理论，让生物学走上了科学的路子。
　　第二次是孟德尔和摩尔根，他们俩通过生物学实验开启了遗传学的大门，从此我们对生物学的认知更加深刻。
　　而第三次就是由沃森和克里克开启的，他们发现了DNA双螺旋结构，这个发现，让我们从此对人类最根本的遗传物质DNA有了最基础的认知，当然也让我们从此可以探索DNA的奥秘了。
　　接下来，人类进入了分子生物学时代，我们了解了DNA的信息，使得我们极大的改善了现在的人类生活。

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图片来源：http://www.sohu.com/a/123637667_593546
　　我们根据基因信息寻找到疾病的负责基因，从而可以针对性的对疾病进行治疗；也可以对未出生的婴儿进行产前诊断防止有遗传病的孩子出生；
　　我们可以根据基因的信息来对生物进行改造，使其符合我们的需求，比如典型的就是转基因，通过基因改造让棉花变得抗虫而增加棉花产量。
　　我们发现了不同物种的DNA拥有共同的祖先，称之为同源性，为我们异种器官移植提供了参考；
　　此外，我们还可以利用DNA信息进行亲子鉴定、犯罪侦查等等，可以说，DNA极大的方便了我们的生活，而这一切最最基础的就是DNA的双螺旋结构。
　　所以说，我们无论如何赞誉沃森和克里克都不为过。而DNA更是成为了高科技的代名词，比如中关村就把DNA双螺旋作为标志。

沃森的贡献，不仅仅是DNA双螺旋
　　沃森发现DNA双螺旋结构是在他25岁的时候，可以说是青年才俊，而这之后，他并没躺在荣誉的历史上停滞下来，而是继续发奋。
　　从1968年起，沃森开始担任冷泉港实验室的主任（The Cold Spring Harbor Laboratory），并且一直耕耘了40年。在沃森的带领下，冷泉港实验室走上了发展的快车道，现在，冷泉港实验室被誉为世界生命科学圣地、分子生物学摇篮，名列世界上影响最大的十大研究学院榜首。我记得当初做实验的时候，一本厚厚的参考书叫做《分子克隆实验指南》就是冷泉港实验室的作品之一。这些年来，冷泉港实验室为各国培养了大量的生命科学人才，极大的推动了生命科学的发展，这一切，都离不开沃森的努力。
　　然而，这次沃森就是被这个机构取消了荣誉称号。是实验室忘恩负义，成了“白眼狼”吗？还是沃森的所作所为实在过分，实验室只是“奖罚分明”呢？

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图片来源：CSH网站截图
　　除此以外，沃森还是著名的国际人类基因组计划（human genome project，HGP）的倡导者和实施者，人类基因组计划被称作人类的登月计划，这是一个起源于90年代，由美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划，通过这项计划，我们第一次对人类的基因组有了较为清晰的认知，我们知道了人类一共有30亿个碱基对，我们知道了人类大概有2万左右各基因，人类基因组计划给我们提供了我们基因的最基本认识，接下来的人类基因检测都以这个为模板。人类基因组计划和曼哈顿工程、登月计划被并称为20世纪人类三大科学计划。

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图片来源：http://blog.sina.cn/dpool/blog/s/blog_87ca2ce40101k1z1.html
　　如果对沃森的做一个小结，那就是，在世的生物学家里，没有任何一个人在生物学上的成就和贡献能够超越沃森。哪怕是已经过世的克里克也达不到这种高度。
　　然而，沃森如今被他一直致力推动的研究所取消了荣誉称号，为什么？这就不得不谈到一个一直备受争议的事情：智商。

二：智商，一个备受争议的话题
　　智商，这个耳熟能详的东西，大家都十分熟悉，有的人智商高，有的人智商低，还有各种各样的智商测试，然而，真要问到，什么是智商？估计很多人都难以给出一个确切的定义了。
　　事实上，哪怕学术界，对智商的定义都存在争议，总体上，目前关于智商认为是一个多种能力的合集，比如逻辑，理解，自我意识，学习，情感知识，推理，计划，创造力和解决问题的能力。

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图片来源：https://www.jiemian.com/article/999561.html
　　人的智商都一样吗？我相信大家不会认同。毕竟智商高低，不仅仅是我们日常能够感知到的，比如有的人十分聪明，有的人就显得有些驽钝。更别提在医学上，都有专门的智商鉴定，而对于智商低于一定数值的（弱智），更是属于法定的残疾人范畴，可以享受残疾人相关的保障。
　　所以，智商差异是客观存在的事实，那么沃森为什么会在这个事情上出问题呢？这就不得不提到沃森说了什么。
　　沃森的观点其实很简单，总结起来一句话：他认为不同的族群存在智商差异，尤其是黑人智商较低。
　　这个问题我们要分为两部分来看：
　　族群智商差异是否客观存在？
　　个体智商存在差异是一个不争的事实，那么放大到一个族群里呢？这种差异是否还会存在呢？事实上，这一直是研究者们十分好奇的答案，不过研究这个问题存在诸多因素。除了众所周知的政治正确之外，如何划分族群以及使用何种研究技术都存在问题。
　　1。划分族群难度相当高，因为随着人类交流日益发达，导致很多时候混血的出现，因此族群的研究需要辅助更多的证据；
　　2。技术难度主要是很难有基金在全世界范围内进行研究，毕竟世界各地发展不太平等，有高度发达的国家，也有如今还在处于战乱落后的地区。不过如果以国界为例进行研究，倒是存在过。
　　比如Richard Lynn之前做过一个研究，他按照国家进行分类，对全球不同国家的智商进行了一次研究，结果如下图所示

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图片来源：http://www.wikiwand.com/en/Nations_and_intelligence#/Studies%20of%20national%20cognitive%20ability（1）
　　当然，这个研究一出，立马引发了巨大的争议，争议包括：
　　1。研究的样本是否具有代表性？
　　2。智商的评价标准是否合理？
　　这些都是值得商榷的问题，但是无论如何，这也是一个开端，至少避免了大家那种纯粹印象式的研究。
　　由于智商本身较为复杂，因此更多的研究者会关注智商的一个比较容易检测的因素：大脑。智商本身是大脑的一个反馈，那么我们能否通过对大脑进行研究来探讨一些问题呢？关于大脑，最直观的就是脑容量的差异，因此，对脑容量的研究事实上是一个广泛存在的研究。
　　我们依然选择全球层面的研究，下面一个研究就是关于脑容量在人群中的变化。

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图片来源：微博
　　黑色：1450+ 棋盘：1400-1459 十字交叉：1350-1399 水平线：1300-1349
　　对角线：1250-1299点：1200-1249 圆圈：1200-
　　我们可以看到，全球不同区域人群脑容量是存在显著差异的（2）。
　　当然，必须指出：脑容量和智商的关系并非是线性的，二者只是在某种程度上存在一定的相关（颅容积低于一定程度，会抑制大脑发育从而影响智力）
　　智力是否会受到基因影响？
　　答案是毫无疑问肯定的。
　　事实上，尽管我们对群体智商研究往往是一个禁区，但是研究基因对智力的影响，却是一个很常见的研究。
　　基因影响智商，一个显而易见的例子就是21三体综合症，这种患者会多一条21号染色体，而这条染色体上存在大量的和神经相关的基因，比如著名的APP基因，也就是和老年痴呆症头号致病基因（会切割产生Aβ而引发老年痴呆症），就是位于这条染色体上。
　　除此以外大量的关于智力的基因也陆续被发现，比如2018年Nature Reviews Genetics，有一期综述就是关于智力相关基因的综述，综述指出：来自全基因组关联分析的证据表明，人类的智力遗传度高达20-50%（遗传可能涉及基因以及表观遗传等）（3）。
　　而2017年一篇发表在Nature genetics上的文章通过全基因组关联分析的办法为我们揭示了一系列智力相关的基因位点（4）

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图片来源：Nature genetics
　　那么说完了这些，相信各位应该明白：
　　1。智商是存在客观的基因基础
　　2。智商依赖因素存在差异
　　那么，沃森的错误在哪里呢？
　　作为分子生物学的奠基人，沃森说智商受到基因影响，这一点是没任何问题的，我上面用大量的内容在论述这个问题。但是，沃森的问题在于他提出的种族智商问题，这一点我认为是：证据不足。原因如下
　　1。种族问题是一个历史上引发悲剧的问题
　　自从上世纪70年代之后，人类对于种族这个名词可谓是深恶痛绝，因为种族问题曾经酿成了非常多的历史悲剧，无论是纳粹大屠杀，还是美国的种族隔离，都给很多人留下了阴影，所以种族本身已经成为了一个历史名词，大家不愿意再使用这个词汇。
　　2。种族是一个不断被淘汰的概念
　　不仅仅是历史问题，种族本身也存在一个分类难度。随着分子遗传学的发展，我们对越来越多的群体的基因分析表明，过去的种族划分是存在一定的问题的，比如，我们一贯认为的黑人（black people），他们本身内部存在巨大的基因差异，这个差异甚至超过了跨群体的差异。如果单纯的把所有黑人群体当做一个整体研究，内部的基因异质性（Genetic heterogeneity）足够抹平这个差异性。再加上人类基因组有30亿对碱基，而单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism，SNP）也多达上亿，于是导致这种复杂组合已经呈现了连续性差异，你很难对一个庞大的群体进行严格区分他们的SNP，自然也就难以鉴定这些群体了。所以现在大家更倾向于使用族群（ethnic group）的概念，这个概念范围较小，可以更好地进行研究。而以族群为单位的智力研究，十分罕见。
　　3。沃森本人并没有关于族群智力研究的文章公开发表
　　这也是最大的问题。如果沃森有相关研究，那么他说的话，至少是有参考依据的，而我们当然可以分析他的研究内容研究方法等是否合理。但是他没有相关研究，那么，只能说是：空口无凭。
　　因此，我认为，沃森说出黑人智力低下，是一个不负责的话，他本人因此受到谴责和惩罚，也是咎由自取。
　　最后，我还是给出一个总体的结论：
　　1。智力差异是客观存在的事实
　　2。智力本身受到基因的影响
　　3。种族智力差异是一个缺乏证据的言论

※　注释
　　文中提到的研究，属于阶段性成果，而且是针对具体问题比如国别、脑容量、全基因组层面遗传等等，并不可以解读为智商决定因素，更不能认为是族群智力差异的依据。同样，这些研究也存在历史局限性，比如研究方法和技术等因素，所以并不能保证他们未来一样经得住考验，而这也正是科学的魅力，不迷信历史，只相信证据。

§　参考文献
　　1Lynn R，Vanhanen T。IQ and global inequality[M]。Washington Summit Publishers，2006。
　　2Beals K L，Smith C L，Dodd S M，et al。Brain size，cranial morphology，climate，and time machines [and comments and reply][J]。Current Anthropology，1984:301-330。
　　3Plomin，R。，& von Stumm，S。（2018）。The new genetics of intelligence。Nature Reviews Genetics，19（3）
　　4Sniekers S，Stringer S，Watanabe K，et al。Genome-wide association meta-analysis of 78,308 individuals identifies new loci and genes influencing human intelligence[J]。Nature genetics，2017,49（7）：1107。

帮5买 · 发表于: 2019-1-15 09:42:00

源自：环球科学ScientificAmerican

2015年，在俄罗斯科学院演讲时的詹姆斯·沃森（图片源自：IVAN SEKRETAREV/AP）
　　现年90岁的詹姆斯·沃森（James Watson）又遇到了麻烦。
　　这位在25岁时就与弗朗西斯·克里克（Francis Crick）共同发现DNA双螺旋结构的伟大科学家，却在晚年时因涉种族言论屡屡受到抨击。近日，沃森所在的冷泉港实验室发表声明，决定收回沃森的所有荣誉头衔。
　　这份由冷泉港实验室董事会主席玛丽琳·西蒙斯（Marilyn Simons）和首席执行官布鲁斯·斯提尔曼（Bruce Stillman）共同署名的声明写道，冷泉港实验室明确反对沃森在最新纪录片《美国大师：解码沃森》中发表的关于种族与基因的言论。这些毫无科学依据、不计后果的言论应当受到谴责，并且不代表冷泉港实验室、实验室董事会、教员、学生的观点。为此，冷泉港实验室决定剥夺沃森的所有荣誉头衔，包括名誉主任、名誉Oliver R。Grace教授和名誉理事。
　　这已经不是沃森第一次因为种族言论而遭受猛烈批评了。2007年，沃森在接受《星期日泰晤士报》采访时表示，他“对非洲的前景感到悲观”，因为“对非洲国家的社会政策建立在这样一个基础上，即黑人与白人智力相当，但事实并非如此。”他还表示，尽管人们希望所有人都拥有平等的智商，但“与黑人雇员接触的人都会发现，事实不是这样。”
　　此番言论一经发表，立即引起轩然大波。冷泉港实验室立即解除了沃森的主任职位。但在同年的自传中，沃森不仅没有收回他关于种族的观点，还将矛头直指女性，认为女性在科学上表现不及男性，是先天能力的差异所致。
　　沃森不恰当的种族、性别歧视观点让他在公众中的形象一落千丈。面对口诛笔伐，沃森曾多次公开道歉，承认自己言行不当。不过，在这部今年刚刚上映的纪录片中，沃森却直言，他对此前的涉种族观点“一点都没有改变”。
　　沃森在纪录片中说道：“我希望我的观点改变了，或许有新的研究认为后天培育要远比先天重要。但我没有看到这样的研究。我看到的是黑人与白人IQ测试平均水平的差异。我认为这样的差异就来自基因。”
　　但沃森的言论显然缺乏科学依据。尚且不论他的IQ测试结论是否成立，用IQ值代表智力水平以及与智商相关的基因，也是很不专业、不负责任的做法。西蒙斯和斯提尔曼在声明中写道：“沃森在纪录片中的言论与我们的使命、价值观完全相悖，因此我们决定终止他在冷泉港的剩余头衔。”
　　对于此次事件，沃森的家人向《纽约时报》表示，由于在去年10月的一起车祸中受伤，正在接受治疗的沃森目前尚无法给予回复。需要指出的是，该纪录片中的采访是在去年夏天完成的。
　　1953年，年仅25岁的沃森就与克里克取得了那个跨时代的发现。此后，沃森先后在哈佛大学、冷泉港实验室任职。他还是人类基因组计划的重要推动者。然而，与其在学术上的杰出成就相对应的，是沃森多次发表的不当言论。除了种族、性别歧视，他还对同性恋、肥胖者发表过歧视言论，并认为“愚蠢是一种病”。此外，对于罗莎琳德·富兰克林，这位在发现DNA双螺旋结构中起到关键作用的女性科学家，沃森也发表过及其不尊重的言论。

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