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作者:钟华 来源:科学时报 发布时间:2011-2-23 22:3:58
奏响生命的乐章

 
《生命的乐章——后基因组时代的生物学》,[英]D.诺布尔著,张立藩、卢虹冰 译,科学出版社2010年9月出版,定价:28.00元
《生命的乐章——后基因组时代的生物学》是一本关于系统生物学的书,它以思辨的题材和运用比喻及讲述故事的手法,对后基因组时代生命科学所面临的重大问题进行了讨论;还深入浅出地介绍了系统生物学的基本概念和重要发现,并指出系统层次理论在揭示生命奥秘中的重要意义。
 
 
□本报记者 钟华
 
1943年,杰出的物理学家薛定谔在都柏林三一学院作了一系列演讲。之后,这系列演讲的内容被编辑成书出版,书名为《生命是什么》。这位量子力学大师在书中提出了遗传密码的概念,并提出了大分子“非周期性固体”作为遗传物质(基因)的模型。这本不到100页的书,改变了生物学的基本思想模式,被称为分子生物学的《汤姆叔叔的小屋》。
 
在这本小书的启发下,科学家詹姆斯·沃森与克里克发现了DNA的双螺旋结构,揭开了分子生物学的革命序幕。同样在这本书的启发下,一位叫D.诺布尔的科学家写了一部科普著作——《生命的乐章——后基因组时代的生物学》,在书中,这位生理学家表达了他对当代生命科学所面临挑战的一些思考。
 
从分子生物学到系统生物学
 
2010年,是人类基因组测序10周年。我们已经知道,一个人的全部DNA就是一个由30亿个碱基对所组成的分子序列,其碱基对的排列顺序已被确定。我们还了解了这些碱基对是如何编码产生蛋白质的整个过程。
 
关于生命是什么的追问,这些进展回答了许多问题,但同时又提出了更多问题。DNA并非生命,它甚至仅局限于细胞核之内。对于信息的读取、编辑和执行则还需要有一系列蛋白质参与;否则,DNA只是一个充满错误和重复的、惰性的数据库而已。诺布尔认为,在过去的半个多世纪里,我们已经将生命系统分解为其最小的组分——一个个基因和分子。就像是英国一首儿歌里的“胖胖蛋”(Humpty-Dumpty)从墙头跌落那样,它已经被粉碎成无数个小碎片。然而,也许在我们搞清基因组序列后的新挑战后,就是搞清楚能否将这个已破碎的“胖胖蛋”再度恢复起来的时候了。而这正是系统生物学出现的背景。
 
系统生物学的历史可以溯源于20世纪的经典生物学和生理学,研究从分子到器官和系统各个层次的所有相互作用过程。这是由一些杰出的生物学家所开创的,并在过去的10年间曾取得较大进展的一个领域。
 
现为牛津大学生理学系荣誉退休教授、英国皇家科学院院士的诺布尔是该领域的奠基者之一。他的主要贡献是关于心肌起搏细胞兴奋过程离子通道机制的阐明,建立了第一个虚拟心脏,并在后基因组时代大力提倡和推动系统生物学研究。
 
诺布尔强调,现代系统生物学远非模糊不清、不完善、甚至带有玄想成分的整体理论,其在数学上的严格与缜密并不亚于过去50年曾使分子生物学获得广博知识的还原性研究路线,我们只有采取这种观点才可能更加深入地了解生命的本质。
 
而《生命的乐章——后基因组时代的生物学》正是一本关于系统生物学的书,它以思辨的题材和运用比喻及讲述故事的手法,对后基因组时代生命科学所面临的重大问题进行了讨论;还深入浅出地介绍了系统生物学的基本概念和重要发现,并指出系统层次理论在揭示生命奥秘中的重要意义。
 
理解生命这一伟大的乐章
 
今年84岁的张立藩是第四军医大学航空航天生理学离休教授,他一生都致力于高空与重力生理学研究,而随着生理学研究的深入,他自然而然地意识到模型与仿真在生理学研究中的重要。
 
十多年前,在进行重力生理研究时, 他与卢虹冰教授在清华大学生物医学工程学院白净教授的指导下已开始了这方面的工作,至今还在继续。“我是学生物出身,但是我觉得数学模型与仿真研究非常重要,此外,生物信息学,还有结构生物学、发育生物学都是很重要的。”张立藩教授说。
 
在2002年,他第三次访问牛津大学生理学系时,还曾就仿真循环系统的问题专门访问了诺布尔教授。后来当他的学生从牛津大学归来,告诉他诺布尔教授最近出版了名为The Music of Life的科普著作后,他当即设法购得。阅读后,他了解到这本著作是深受薛定谔那本短篇名著影响而写出的,表达了一位心脏生理学家对当代生命科学所面临挑战的一些思考,弘扬科学传承的思想促使他下决心将其译出,而卢虹冰也欣然接受他的邀请,共同完成了这本书的翻译工作。这也是该书的第7种不同语言译本。
 
音乐的陶冶和修养使诺布尔产生灵感将生命过程比作音乐,全书都在引导着读者,怎样从系统的、整体的和进化的观点,感受和理解大自然这一部伟大的乐章——生命。此外,诺布尔还重视东西方文化的比较,对中国的语言和文化很感兴趣,不少灵感即由此而生。
 
例如,书中诺布尔将中文的汉字系统与基因组的组合情况进行类比,指出两者都是具有模块化特征的系统。他还将中文的“生理学”三个字,解释为相当于英语的“life logic study”,即生理学是“研究生命的逻辑之学”( a study of the logic of life );他还指出,仅研究系统各个组分的性质,还不足以理解这个逻辑。为了阐述“自我”的本质,他又通过动人的禅宗寓言介绍了中国佛教与道家的观点。张立藩说,作者有高深的学术造诣和渊博的知识,常常联系语言、文化、哲学等问题而进行讨论;而为了阐述其学术思想,在书中多处借用了生动的比喻和富有启示的故事,这对于培养科学思维中的直觉和抽象,也非常有益。
 
创造生理学事业的“井冈山”
 
这些生动的故事正是这本科普作品得以动人、好读的原因,然而,对于译者来说,如何准确地翻译出这些涉及音乐、历史、哲学的小故事却不是一件容易的事。张立藩为此向自己的音乐家、哲学家朋友们多次请教。当然,他还向诺布尔本人亲自请教,密切沟通。在翻译《生命的乐章》的过程中,他与诺布尔进行了数十次通信来往,他将这称为Q&A(问与答)。在翻译时无论是文字上还是内容上只要有不清楚的地方,他都向诺布尔提出问题,一期一期发给他。而诺布尔也耐心一个一个回答,关于汉语的翻译他与周围的中国留学生讨论后再给予回答。
 
张立藩介绍,本书也生动地反映了著者所经历的系统生物学发展历程,“在20世纪50年代,当计算机刚刚问世、全世界仅有数台,且生物学家还很少求助于数学的时候,诺布尔已开始将离子通道电生理研究与仿真研究结合进行,直到与奥克兰大学的Peter Hunter教授等合作建立起第一个虚拟器官;而在后基因组时代,他又反对狭隘的基因决定论观点,倡导系统层次的学术思想,为不同层次的生命科学研究提出了新的思路”。
 
如今,生命科学与信息科学空前发展、相互交叉,正处在取得重大突破和人才辈出时代的新起点。原先对诸如“基因”和“基因调节”等一些概念已不能解释所面对的、愈加令人困惑的一系列复杂性问题,迫切需要在结构生物学、细胞生物学、发育生物学、表观遗传学等开展新一轮的实验探索;而系统层次的学术思想和系统生物学/计算生物学又必将在其中发挥越来越重要的作用。
 
在采访中,张立藩多次提起我国生理学前辈冯德培院士生前曾提出的观点:“要学习毛泽东,在生理学事业中也创造自己的‘井冈山’。”而这也是他80多岁高龄还不辞劳苦翻译这部著作的原因,“对于青年学生,希望这本科普读物能唤起他们对生命科学的兴趣,能立志献身生命科学,迎接未来的挑战。而对于有关专业的大学生、研究生和科技人员,希望这本小书也能帮助他们扩大视野,在百忙之中时刻想到‘更广阔的画面’,为阐明生命的乐章之奥秘作出贡献。”张立藩说。
 
《科学时报》 (2011-2-24 B2 科学 文化)
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