描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787521770575
★入围2024年Phi Beta Kappa（美国大学优秀生全国性荣誉组织）科学图书奖
★华大集团CEO、生物学博士尹烨推荐
★随书附赠602mm×224mm超大尺寸折页，全景展现从古希腊到21世纪的生物学和遗传学大事件
★回溯150余年的重大科学发现，重现10位诺奖科学家的人生故事；一部揭示无私的细胞如何反抗自私的基因，先天与后天如何塑造你我的全景科学史
★一场跨越百万年的冒险，连接着每一个智人的共同旅程
每个人早在经历人生的第一次呼吸、大笑、疼痛或者被爱之前，就已经完成了一场冒险。这场冒险来自遥远的过去，浓缩了数百万年来的试错成果，是基因承载的记忆，代代相传。
★从一颗“神奇细胞”开始，探索生命的奇迹！
·一个细胞，如何孕育出复杂的生命，造就复杂生命所需的全部信息怎么能被塞进一个简单的细胞中？
·细胞是怎么知道自己应该变成什么、应该怎么做，并最终变成数万亿个细胞的？
·当细胞不再需要某些遗传信息后，它们会如何处理这些遗传信息？
·在面对一连串独特的遗传指令时，细胞如何通过反抗基因的“专横”，使自己发生特化，获得相应的特征？
·蝾螈的前肢能在数周之内完成再生；水螅被切成两半后，每一半都能变成结构完整的新个体；再生大师真涡虫只需1/250的身体组织就能长成完整的虫体，为什么哺乳动物缺乏比肩其他物种的再生异能？
你能在这本书中找到所有这些问题的答案！
★哈佛医学院遗传学与医学博士，宾夕法尼亚大学医学、细胞和发育生物学教授执笔，科学发展史与前沿科技的深度融合
·从古希腊的先成说到亚里士多德的后成说，从细胞的可塑性与确定性到基因的开启与关闭，追溯漫长的科学发展史，看人类如何从哲学到科学，逐步揭开胚胎发育的奥秘。
·从人造组织到细胞疗法，从基因编辑到再生医学，讲述科学家如何将理论转化为实践，从胚胎研究中找到治疗疾病的新方法，开创医疗的新领域。
★不止于科学史与前沿医学，更是对科学精神的礼赞
·为找到“白眼”而创建果蝇套房的“现代遗传学之父”托马斯·亨特·摩根
·在实验室中废寝忘食，开启克隆技术时代的约翰·格登
·通过秀丽隐杆线虫细胞谱系追踪，发现细胞的程序性死亡的约翰·苏尔斯顿
·通过基因敲除技术开启了反向遗传学研究的马里奥·卡佩奇
·通过骨髓移植实验，发现了我们体内的“变形金刚”——干细胞的欧内斯特·麦卡洛克和詹姆斯·蒂尔
也许你并不熟悉这些名字，但正是这些科学家，在好奇心的驱使下，在科学追求的引领下，前赴后继，于灵光乍现与艰难求索中开创了一个又一个科学新纪元。你将在本书中读到他们振奋人心的发现故事，领略他们百折不挠的探索精神。
“我从哪里来？”从发育生物学的角度来看，这个古老的哲学问题有一个简单的答案：一个细胞。事实上，不止人类，地球上所有动物的生命都始于一个细胞。但是，一个能动、能呼吸、能消化、有感觉的完整的动物个体，究竟是如何从区区一个细胞发育而来的？造就复杂生命所需的全部信息怎么能被塞进一个简单的细胞中呢？这个细胞是怎么知道自己应该变成什么、应该怎么做，并最终变成数万亿个细胞的？
本书将带领我们踏上一段奇妙的旅程，通过探索细胞、基因和胚胎学的科学发展史，回答生命如何从最初的单细胞合子演变成复杂的生物体。作者从古希腊人普遍相信的先成论，到亚里士多德提出后成说，以及细胞学说的出现，回顾了150余年来我们对发育过程的认知。除此之外，作者也探讨了器官衰竭的原因；为什么有的生物能够再生，有的却不能；以及胚胎与肿瘤那令人不安的相似性。
科学的发展自然离不开科学家们的不朽贡献。他们通过研究发育过程寻找治疗癌症的新方法，他们努力将细胞重编程等技术的胚胎研究成果应用于医疗实践，他们基于干细胞研究创建了再生医学这个全新的领域。这些看似水到渠成实则充满灵光乍现与艰难求索的故事，作者都将在书中娓娓道来。
本书不仅是一次关于生命起源奥秘的科学探险，更是一次关于探索和发现的哲学思考。每一个生命都是从单一细胞开始的奇迹，而这个细胞中所蕴含的潜力，等待着我们去探索和利用！
序幕 怀孕
第1章 一细胞问题
第2章 细胞的语言
第3章 细胞的社会
第4章 基因的开启和关闭
第5章 基因与发育
第6章 请指点我，拜托了！
幕间插曲 成熟
第7章 干细胞
第8章 细胞炼金术
第9章 祸起萧墙
第10章 蝾螈的眼睛和蛙的脚趾
第11章 白日科学和黑夜科学
尾声 分娩
致 谢
术语表
注释、参考文献和延伸阅读
译后记
“细胞只能来自细胞。”这句看似简单的话，却点破了真理。单细胞生物自不用说，而多细胞物种，无论是只有几克的鼩鼱、几十千克的人类、上百吨的蓝鲸、上千吨的红杉……都来自一个细胞——一般称其为“受精卵”的全能干细胞。而这个细胞是怎样通过对内外环境的感知，在有限的时空内按照基因设定的各种可能程序，启动复制和分化，成功完成了一次次发育和繁衍？更为玄妙的是，只有80亿人的人类社会尚且存在诸多难以调和的矛盾，但一个标准的成年人却有近37万亿个细胞，这些天文数字的细胞又是如何以不可思议的方式配合，以超高的效率来完成物质合成、能量转化和信息传递的？
—— 尹烨，华大集团CEO，生物学博士
本·斯坦格的《从一个细胞开始》无比精彩，带领我们经历了人生中最重要的旅程。斯坦格是一位热情洋溢、知识渊博的科学向导，他讲述的科学知识将影响我们未来的生活。
—— 尼尔·舒宾，古生物学家，著有《你是怎么来的：35亿年的人体之旅》
《从一个细胞开始》展现了一位沉浸于科学研究和丰富的人类文化历史的作家的博学和想象力，读来令人愉悦，文字优雅、通俗易懂、令人兴奋。
—— 罗伯特·A.温伯格，麻省理工学院教授，美国科学院院士，著有《癌生物学》
所有科学中最伟大的奥秘之一，就是单个受精卵是如何转变成我们在自然界和我们自己身上所看到的美丽、极其复杂的生命形式的。这些知识中蕴藏着种子，总有一天会结出果实，彻底改变人类的医疗与健康。《从一个细胞开始》语言生动，引人入胜，是一次探索生命发展奇迹和再生医学未来的奇妙之旅。
—— 克利夫·塔宾，哈佛医学院遗传学教授、系主任
《从一个细胞开始》讲述了一个非凡的故事，这些发现让我们对发育生物学、细胞重编程、癌症和再生医学有了目前的理解。作为一名发育生物学家和医学遗传学家，对其中的许多故事耳熟能详，但斯坦格将这些科学故事和科学家们的故事娓娓道来，让我爱不释手。这是一本引人入胜的读物。
—— 托尼·韦肖-鲍里斯，美国凯斯西储大学医学院遗传学和基因组科学系主任
《从一个细胞开始》惊叹于发育生物学领域的一些亮点，这门学科的意义涉及生命科学的许多领域。本· 斯坦格才华横溢，他描述了我们是如何从一个细胞中诞生的，强调了这一过程中每一步背后令人难以置信的幸运，并运用美妙的比喻来解释复杂的现象。如果你对我们身体中的所有细胞是如何从一个细胞中诞生的有哪怕一丁点的兴趣，我强烈推荐你阅读这本书。
—— 威廉·安德森，哈佛大学干细胞与再生生物学系教育主任
序幕 怀孕
每个人早在经历人生的第一次大笑、疼痛、跳舞、睡眠不足、放纵、被爱或者呼吸之前，其实就已经完成了一场冒险。那是一趟奇妙的旅程，既有非同寻常的成长，也有惨重的损失和牺牲，既有惊天动地的活动，也有诡异的静止和寂寥，过程复杂得超乎想象，却又透露出某种惊人的似曾相识。我们的这场冒险来自遥远的过去，浓缩了数百万年来所有试错的成果，是基因承载的记忆，不仅如此，我们的后代肯定会沿着这条我们不知如何找到的路径，将相同的冒险一代又一代地延续下去。身为智人，无论我们在意识形态、语言和文化上变得多么疏离，每个人的起点永远都一样。这种相通的经历把我们所有人都牢牢地联系在一起：每个人生命的起点无比简单，正是以此为起始，我们从母亲的子宫里涌现出来，成为人类。
想要理解自身的起源是一种根深蒂固的需求。我们凭直觉意识到，对发生在身边的事，我们只能观察到其中的一小部分。但是，有限的视野并不能阻止我们对揭示未知的渴望。超越日常感官的现象拥有难以抗拒的吸引力，驱使着我们绘制宇宙的边界和探索细胞内部的运作方式。返璞归真的解释（事物之所以如此的因果关系）尤其引人入胜，因为它们能让我们从混沌无章的宇宙里看出秩序。
有关我们的起源，最基本的事实是：地球上所有动物的生命都始于一个细胞。可是，动物个体这么复杂，造就这样一种事物所需的全部信息怎么能被塞进如此简单的东西里呢？这个细胞是怎么知道自己应该变成什么、应该怎么做，并最终变成数万亿个细胞的？为什么深入认识我们的胚胎发育历程能帮助我们提升未来的健康？这些都是本书希望回答的问题。
本书讲述了一个在现实中上演过无数次的故事：关于一个细胞如何变成成熟的生物体。这趟旅程的起点是动物生命的基本单位——受精卵（也被称为“合子”），而故事的脉络则是我们如何一步步建立起对于细胞、基因和胚胎学的现代认识。我们将探索先天因素和后天因素的贡献，以及二者之间的拉扯—它们分别代表刚性和柔性的命运，二者的平衡是正常发育所不可或缺的—借此认识一个细胞如何产生构成身体的各种各样的细胞。在这个过程中，我们还将探讨干细胞扮演的关键性角色。
胚胎的故事与化学有着千丝万缕的联系，因为造就动物个体所需的全部信息都在合子基因组的DNA（脱氧核糖核酸）里。所以，我们的故事也会涉及人类对基因的认识，看看基因如何从早期的概念逐渐演变成现今的样子。我们将深入探讨有关基因和发育的一些关键问题：当细胞不再需要某些遗传信息后，它们会作何处理？在面对一连串独特的遗传指令时，细胞如何通过反抗基因的“专横”，使自己发生特化并获得相应的特征？还有，“表观遗传调控”（ DNA序列不发生改变，但遗传发生变化的现象）如何决定细胞的命运？
最后，我们将从健康的角度，考虑胚胎科学会把我们引向何方。我们对胚胎如何铸造组织的认识非常肤浅，而基于这种浅薄认识的再生医学方兴未艾，它很有可能颠覆许多疾病的治疗方式。我们将探讨胚胎与肿瘤之间令人感到不安的相似性，以及有关发育的研究如何让我们找到治疗癌症的新方法。我们将审视器官衰竭的原因，思考为什么有的器官和生物能够再生，而有的却不可以。然后，我们会看看科学家正在做哪些努力，试图将研究胚胎所得的成果应用于医疗实践。其中一些技术的名称听上去似乎不太吉利，比如“细胞重编程”和“基因编辑”，我们可以用前者培养人造组织，用后者改写人类的基因组。
写这样一本书是有风险的。一方面，这个题材一不小心就会陷进过于专业的技术领域。我们探讨的每一个话题—细胞分化、形态发生（生物体结构的形成）、遗传学、干细胞生物学—都足够单独写好几本书。不仅如此，想要讨论分子胚胎学，用一些黑话般的专业术语是难以避免的。这令人想到了物理学家史蒂芬· 霍金在写《时间简史》时收到的忠告：他每写一个数学公式，书的销量就会减半。可另一方面，科学又不能囫囵吞枣，况且还有更糟糕的情况：科普作者总是夸夸其谈，诱导读者对未来产生乌托邦式或者反乌托邦式的幻想。
因此，我们在梳理这个领域的发展脉络时将以最重要的发现为线索，基础性的科学发现不仅曾在我们构建知识体系的过程中发挥了奠基性的作用，而且至今仍在帮助我们推动认识的进步。本书的书名指的是两种拥有非凡潜力且关系密切的细胞：第一种是合子，构成生物体的每一个细胞都是由合子在胚胎发育期间产生的，第二种是胚胎干细胞，它拥有与合子相似的能力。众所周知，科学家一直怀揣着用这些细胞治疗各种疾病的美好愿望。但很少有人想过，我们试图用这些细胞或者这些细胞的衍生物做的绝大多数事，对胚胎来说却稀松平常，不费吹灰之力。所以，如果想让再生医学不负众望，我们最好向内看—我们的身体，还有那些系统发生中的前体，看看它们最初是如何形成的。简而言之，我们需要认识正常的发育过程。
作为一名内科医生、发育生物学家，以及如今的癌症生物学家，我已经在这个领域内工作了 20 多年。即便如此，胚胎的美丽、神秘和它在动物界的普遍性依然令我肃然起敬。而身为一线的执业医师，我还会用临床的眼光看待胚胎，因为它有可能给无数疾病的治疗带来希望。科学研究的特点是，每一点儿进步都伴随着许多新问题，事实上，这道无法弥合的知识鸿沟恰恰是科学的迷人之处和让人欲罢不能的原因。关于胚胎发育、干细胞和再生医学的故事仍未完结。即便如此，这出由科学家、哲学家、患者和医生联袂登场的好戏依旧引人入胜。不过，我们故事的主角是胚胎—所有的动物，包括人类，都是从这个结构发育而来的。
本书将讲述胚胎那复杂且不可思议的前世今生，讲述我们是如何来到这个世界上的。
尾声 分娩
作为我的朋友和同事，鲍勃· 范德海德的工作是研究癌症和免疫学。他经常因为我以前说过的一句话而取笑我，那句话是：“你是一个发育生物学家，鲍勃，你只是没发现而已。”
我的无心之言源于这样一种说法：几乎所有生物医学领域的分支—细胞生物学、遗传学、生理学、免疫学、癌症生物学、神经科学—都来源于我们对胚胎发育的研究。 1 出生于乌克兰的生物学家狄奥多西· 杜布赞斯基为进化生物学和遗传学的合并做出过贡献，他最有名的一句话是：“如果不考虑进化，生物学里的一切都没有意义。”不过，杜布赞斯基的话也完全可以换成：如果不考虑发育，生物学里的一切都没有意义。胚胎发生对机体正常运作的重要意义，不亚于建筑的设计和组合之于结构的连贯性和完整性的必要性。
距离我们意识到生命是由细胞构成的已经过去了将近 200 年，从那时到现在，胚胎一直是我们最好的老师和向导。海胆的细胞和果蝇的幼虫就像一张地图，让我们认识了遗传的机制；针对小鼠的胚胎学研究又为我们打开了一扇大门，使我们掌握了人类疾病模型的构建和神奇的细胞重编程。多亏这些动物的教导，我们才对人类从何而来有了更为清晰的认识。
可是，我们还有很多未知。还有一些最基本的问题依旧属于黑夜科学的范畴，比如是什么在控制器官的形态和大小？是什么决定了寿命的长短？发育如何造就意识？虽然我们短时间内还回答不了这些问题，但我们掌握的知识已经足够用来研发新的疗法了。你在书里见过其中的几种：治疗癌症和退行性疾病的细胞治疗、纠正遗传错误的DNA编辑，还有新颖的生殖技术。不过，未来更重大的突破很可能是现在的我们所无法想象的。
胚胎的发育能改变你对时间的看法。在我们（出生后）日复一日的生活中，身体的变化总是慢吞吞的。从蹒跚学步的幼儿成长为青壮年，再从青壮年变成老年人，身体的过渡不易察觉，如果没有数月或者数年的时间跨度，我们根本看不出这种改变。可是，发育的速度却很快。只需要几个小时，事物就会发生剧烈的变化。不到一天，原本薄薄的一层细胞就已经卷成了管状，或者有一个器官像种子“发芽”一样破土而出。与此同时，胚胎又代表着漫长的时间尺度，因为它是耗时数亿年才酝酿出的“设计方案”。观察胚胎成熟的过程犹如同时观看两个延时摄影作品在现实中的重叠和交织，这两个作品的主题分别是发育和进化。这是窥视大自然最壮观的生产过程。
虽然我已经研究胚胎长达 20 多年，可是那个难倒亚里士多德、逼着汉斯· 杜里舒倒向超自然现象的问题，我依然不知道答案：是怎样一种生命的力量，或者说隐德来希，让我们身边的非生命物质通过自我装配的方式变成了细胞、胚胎、组织和生物的机体？如果非要用科学来解释，问题反而简单了。我们可以把这些现象全部归入化学的范畴，把它们看成一大堆有机化学反应，要是用热力学来衡量，其中的每一个反应都使反应物的能量状态变得更低。但在直观感受上，这种解释并不能令人满意。就像对有的事来说，知道并不等于理解，比如宇宙中的恒星比地球上的沙粒还要多，现在的你知道这一事实，但几乎不可能真正理解这一事实所表示的概念。
或许，给故事的结尾留一丝神秘感才是最好的。宇宙学家卡尔· 萨根曾这样断言：“科学不光与灵性相兼容，科学还是灵性深不见底的源泉。”他是对的。绝大多数为人父母者都会告诉你，没有什么生活经历会比孩子的出生更超然，它混杂着狂喜、谦逊和敬畏。对此，我深有同感。然而，真正让我对这个世界肃然起敬、令我惊叹于世界的奇妙的时刻—“灵性” —却是在我对胚胎发育的认识日益成熟之后。
身为人类，我们总是倾向于关注自己同别人的差异，这很容易导致我们对远比差异多得多的相似之处视而不见。每个人的人生起点都是一个不起眼的细胞，这个事实提醒着我们，人与人之间存在着某种深刻且不可更改的联系，它应当成为我们团结的源泉。站在这个有利的视角，再结合我们同根同源的事实，想必认为人与人的差异是好事会比认为它是坏事要容易得多。
“从宇宙的角度看，我们每个人都很珍贵，”萨根提醒我们，“如果有人不赞同你，那就随他去吧。因为在数以千亿计的星系里，你再也找不到第二个他了。”
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