• 生命科學将是21世紀的重點科學，其本身就是跨學科的，也揭示着學科是人為設計的，生命科學的綜合程度令人折服，地球時間走到45億年的今天，機器正在被生物化，而生物剛剛被人類開始工程化認識，簡單的了解一些基礎知識，于是我翻開了保羅納斯的《五堂極簡生物課》

• 這本書從細胞入手，解釋了細胞是生命的基礎而後闡述了基因遺傳和進化，在順帶講解酶工程的同時也科普了DNA進而從細胞工廠的化學處理升華到了細胞工廠的信息處理以及最終觸達生命是什麼的拷問，雖然我這個外行讀起來還是有些吃力，但是愈引發了對生命科學的興趣。

• >> 就我們目前所知，地球上的一切生命，要麼是一個細胞，要麼是多個細胞的集合。可以确鑿地說：細胞是最簡單的生命。

• >> 事實上，細胞與各種動物、植物和真菌有許多共同特征。它們生長、繁殖、自我維持，而在這一過程中，它們都展現出了一種目的性：不管怎樣都必須堅持下去，必須活下去，必須繁殖，将生命延續下去。

• >> 基因的發現為我們鋪平了道路，讓我們得以更現實地理解遺傳是如何進行的。基因不僅提供了一種解釋，幫助我們理解既有相似性又有獨特性的複雜家族遺傳方式，也是最關鍵的信息來源，生命用它來構建、維持和繁殖細胞，乃至最終用細胞組成生物體。

• >> 1953年推導出的DNA雙螺旋結構非常美妙，但真正的美妙之處并不在于螺旋結構本身的優雅，而在于這個結構能完美地解釋遺傳物質必須做到的、用以确保生命生存和延續的兩大關鍵任務。

• 第一，DNA必須能夠對細胞和整個生物體生長、存續和繁殖所需的信息進行編碼。

• 第二，DNA必須能夠精确、可靠地自我複制，确保每個新細胞和每個新生命體都能繼承一整套遺傳指令。

• >> “細胞”和“基因”這兩個概念之間，細胞分裂的過程起到了至關重要的橋梁作用。細胞每次分裂，細胞内所有染色體上的所有基因都必須先被複制，然後在兩個子細胞内平均分配

• >> “突變”這個詞語在遺傳學家那裡是有特定含義的。突變的基因不一定是畸形的或破損的，而是僅僅意味着基因的不同變體。

• >> 基因的DNA序列被改變、重組或删除時就會發生突變。

• >> 通過改變基因的工作方式，有些突變會成為創新之源，這也非常有用；但在大多數情況下，突變會讓基因無法執行其适當的功能。

• >> 在科學研究領域，簡單的實驗和思維可以帶來驚人的啟迪，尤其是在辛勤工作、保持希望的基礎上，當然還有偶然的幸運加持。

• >> 生命始終在試驗、創新和适應，生命改變世界的同時，世界也在随之改變。為此，基因必須在變與不變之間保持平衡：既要保持恒定又要保存信息，又要兼具改變的能力——有時甚至是實質性的改變。

• >> 自然選擇下的進化，其深意在于：一切生命都是通過子代相連的。這意味着，假如你倒放生命之樹的生長過程，就會看到分杈的小樹枝彙成更大的分枝，最終退回到一根樹幹。結論便是：我們人類與地球上的每一個生命形式都有聯結。

• >> 在所有生物體的細胞内有數百甚至數千種化學反應同時發生。這些反應構建了生命的分子，形成了細胞的成分和結構；它們同樣也能分解分子，回收細胞成分，釋放能量。所有這些在生物體内發生的化學反應共同作用，就叫新陳代謝。生物體的一切機能——維持、生長、組織、繁殖，以及為這些過程提供動力的所有能量的來源——都以新陳代謝為基礎。新陳代謝就是生命的化學反應。

• >> 大多數酶是由蛋白質構成的，而蛋白質是由細胞構建的、被稱為聚合物的長鍊狀分子。

• >> 大分子。若要了解這些分子到底有多大，請先記住，你的每條染色體核心的DNA大分子可以長達幾厘米。這意味着它們将數百萬個碳原子整合成了一條長得驚人卻纖細的線狀分子。

• >> 蛋白質聚合物沒有那麼長，一般都是以幾百到幾千個相連的碳原子為基礎。但是，它們的化學變化比DNA多得多

• >> 我們身體的每個部分——從頭發到胃酸，再到眼睛裡的晶狀體——幾乎都是蛋白質做的，或是由蛋白質構建而成的。所有這些獨特的蛋白質都經過了進化千萬年的千錘百煉，才能在細胞内完成特定的功能。

• >> 總的來說，細胞中持續進行着成千上萬種化學反應，以維持生命。即使是最大規模的化工廠裡發生的化學反應的數量也會相形見绌。畢竟，一家塑料廠裡大概隻需要幾十種化學反應。

• >> 細胞外膜的基本作用就是把細胞内的物質與外部世界分隔開。多虧細胞膜有隔離作用，細胞才能保持孤島狀态，維持内部的化學和物理秩序。

• >> 代謝途徑的工作方式真的很像工廠流水線：每一個步驟必須徹底完成，才能進行流程中的下一個環節。

• >> 光合作用這一化學反應不僅為當今地球上大部分生命體的構建提供了能源和原料，也在地球的曆史上起到了決定性的作用。

• >> 線粒體的主要作用是産生讓細胞進行化學反應的能量。正因如此，需要大量能量的細胞才會含有大量線粒體：為了保持心髒跳動，心髒肌肉中的每一個細胞都必須征用幾千個線粒體；所有線粒體加在一起，要占據心髒細胞中40%的可用空間。

• >> 能量都是通過同樣的過程制造出來的：控制質子流過膜屏障，以制造ATP。

• >> 當今的生物學家正在努力地對這些複雜得驚人的生命體的所有組成部分進行定性和分類。為此，我們現在會利用強大的科技來深入研究極端複雜的活細胞。我們可以提取一個細胞或一組細胞，并對它們含有的所有DNA和RNA分子進行測序，再對其中數千種不同類型的蛋白質進行識别和統計。

• >> 要将所有數據轉化為有用的知識，其重點就在于理解生命如何處理信息。

• >> DNA的數字就是4個核苷酸堿基。數字代碼的一大優勢在于：它們很容易從一種編碼系統翻譯成另一種編碼系統。細胞将DNA編碼轉換為RNA，再轉化為蛋白質就是基于這樣的翻譯過程。

• >> 以細胞的分裂來說，一個細胞的整體結構是有序的，分裂時，細胞會産生兩個大小約為原來細胞一半的新細胞，但每個新細胞的整體結構都與原來的母細胞完全相同。

• >> 正如西德尼·布倫納所言：“數學是有關完美的藝術。物理是有關理想的藝術。而生物，因有進化，是符合要求的藝術。”

• >> 以信息為中心的生命觀還将幫助我們理解更高層次的生物組織。這種生命觀可以闡明細胞如何相互作用以形成組織，組織又如何構成器官，以及器官是如何共同工作、形成一個全面運作的比如人類這樣的生命體的。

• >> 不管我們關注哪個層面的生物組織，深入理解這一切的關鍵在于，是否了解這個組織内部是如何進行信息管理的。

• >> 現在出現了一種能夠抵抗我們所能采用的一切幹預措施的細菌菌株，它們正在引發我們無法治愈的疾病。

• >> 癌症其實不是一種疾病，而是多種疾病。每一種癌症都不一樣，而且，每一種病症都會随着時間推移而改變，所以，晚期癌症往往像一個自在自洽的生态系統，包含許多不同類型的癌細胞，每一種都含有不同的基因突變。

• >> 40年前，我根本想不到研究酵母細胞竟會最終直接影響癌症治療的新方法。

• >> 有一種被叫作CRISPR-Cas9的酶，堪稱功能強大的工具，其作用就像一把分子剪刀。科學家可以用它在DNA上進行非常精确的切割，以增加、删除或改變基因序列。這就是所謂的基因編輯，或基因組編輯。

• >> 擁有通過自然選擇進化的能力，這是我用來定義生命的第一個原則。

• >> 第二個原則是，生命形态是有邊界的有形實體。

• >> 第三個原則是，生命體是化學、物理和信息機器。

• >> 它是圍繞着主要由碳原子連接而成的大聚合物分子構建的。DNA就是其中一種，它的核心目的是作為一個高度可靠的、長期存儲信息的載體。為此，DNA螺旋結構将含有信息的核心元素——核苷酸堿基——置于螺旋體的核心位置，讓它們處于穩定且良好的保護之下

• >> 儲存在化學性質穩定但相當無趣的DNA中的信息必須轉化為有化學活性的分子：蛋白質。

• >> 生命的化學的這一面既極其簡單，又卓越非凡。生命體将複雜的高分子化學與線性信息存儲相結合的方式實在令人歎服，

• >> 病毒不能自我繁殖。相反，它們繁殖的唯一途徑是感染生物體的細胞，劫持被感染細胞的新陳代謝。

• >> 和DNA一樣，RNA分子也可以儲存信息。它們也可以被複制，複制過程中的錯誤也會導緻變異。
• >> 在思考生命體的諸多成就時，我們應該記住，隻有當一個種群中的某些成員無法生存和繁殖時，進化才能有效地進行。

• >> 這些計算機系統展現了越來越驚人的數據處理能力，卻沒有表現出任何類似于抽象思維或想象力、自我意識或知覺的東西。

• >> 要理解想象力和創造力是如何産生的，這本身就需要我們動用所有想象力和創造力。

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