基因社會：從單一個體到群體研究，破解基因的互動關係與人體奧妙之謎

接軌生醫科技大未來必讀！

 

繼《自私的基因》，新一代科普典範

破解基因與基因之間、基因與環境之間的對話內涵

 

 

◎基因不是個體，基因是一個社會

過去四十年來，基因研究有了重大的突破。以往，遺傳學從研究單一或個位數基因的功能入手。現在，研究者卻發現，必須全盤地考量整個基因體的上萬個基因，如何來為我們人體打造出各種組織器官，甚至產生複雜的人類行為，才能解開基因之謎。這就像是發現基因是一個社會，理解社會中的經濟現象必須從宏觀的角度，使用更大量的資料來進行統計模擬，而不能只考量單個人的經濟行為。

 

《基因社會》是以全新的思維，重新建構我們對人體、對遺傳學的認知。

 

以基因社會的觀點，更能解釋：

 

人為什麼會得癌症？

人為什麼採取有性繁殖？

假如不同人種的基因差異很小，為什麼彼此不能和平相處？

人類和猩猩是怎麼演化成不同物種的？

人類的語言從何而來？

我們為什麼沒有進化出飛行能力？

 

漫漫歷史長河中，基因社會如何演變，社會之間如何分分合合，才創造了今天的人類，與地球上蓬勃的生態系。

 

這是進入「後基因體時代」、「後人類基因圖譜時代」，重新認識人類、認識生命的一本精彩科普書！

 

「作者以通俗的比喻方式，解說多個基因共同決定生物的生命特質，包括遺傳疾病的發生與生物適應演化的歷程，並借用演化的理論解說癌症細胞在人體的衍生的始末。非常值得一讀！」──于宏燦（臺灣大學生命科學系教授）

 

◎《科學》雜誌、諾貝爾獎得主、史丹佛大學、麻省理工學院生物學教授……等專業推薦

 

各界推薦

清華大學生命科學系助理教授｜黃貞祥　專文導讀

中山大學生物科學系副教授｜顏聖紘  審訂

 

臺灣大學生命科學系教授｜于宏燦

生物人類學家｜王道還

前中研院院長‧中研院院士｜翁啟惠 

泛科知識公司知識長｜鄭國威 

聯合推薦

 

「《基因社會》極為有力、具啟發性且與時俱進，對我們所有人來說都是必讀的書。」

──史丹佛大學結構生物學教授，2013年諾貝爾化學獎得主 邁克爾‧萊維特（Michael Levitt）

 

「《基因社會》是相關領域內兩位最聰明的年輕思想家所撰寫，他們針對遺傳學、進化生物學和社會進行探索，引人深思。」

—─麻省理工學院和哈佛大學廣泛研究所、麻省理工學院生物學教授兼創始主任 埃里克‧蘭德（Eric Lander）

 

「文章引人入勝且清晰有理，提供了豐富的入門資料，以確保有興趣的非專業讀者，能同時被科學和進化故事所吸引……對於普通讀者而言，亞奈和勒克爾對癌症、免疫學、有性生殖和種群遺傳學的討論，非常值得探索。」

—─《出版者周刊》

 

「《基因社會》不是一個枯燥的學術論點。相反的，亞奈和勒克爾將基因社會的觀念作為一個有利的觀點，從這個觀點重新介紹了進化遺傳學的整個領域。……亞奈和勒克爾謹慎地為沒有先備知識的讀者，解釋了諸如基因、自然選擇和遺傳等基本概念。第一次接觸生物學的讀者將通過這種豐富、細緻的遺傳學方法得到滿足，而背景更深的讀者會發現更多樂趣，特別是在生動清晰的解釋方面。」

──鮑勃‧霍爾姆斯（Bob Holmes），《新科學家》

 

「亞奈和勒克爾共邀讀者，以縱觀全域的視角，觀察基因是如何組合成全球基因系統或基因體……本書成功之處，在於將晦澀難懂的科學發現，轉換成為通俗易通的語言……《基因社會》指導人們度過後基因體時代，可謂恰逢其時，眾望所歸。」

──約瑟夫‧斯威夫特（Joseph Swift），《科學》雜誌

 

「如果你正在尋找『2016年遺傳學熱點』，這本書是一個不錯的起點。它涵蓋了眾多主題，從遺傳學的基礎知識，到基因體編輯，抗菌素耐藥性以及垃圾DNA的功能……我們需要像這樣的書。」

──賽門‧黑澤爾伍德‧史密斯（Simon Hazelwood-Smith），《生物新聞》

以太•亞奈（Itai Yanai）

哈佛大學拉德克利夫（Radcliff）高級研究所研究員，以色列理工學院生物學副教授。

 

馬丁•勒爾克（Martin Lercher）

德國杜塞道夫大學生物資訊學教授。

導讀

生機勃勃的基因社會

◎黃貞祥 清華大學生命科學系助教

 

你知道嗎？我們的基因們不僅自私，還會爭權奪利、勾心鬥爭、合縱連橫，就像一個有幾萬個人的小社會一樣，各種各樣的花招百出，雖然大部分人堪稱良民，但是總也有少數的不良份子徇私舞弊。

 

自從大名鼎鼎的英國演化生物學家道金斯（Richard Dawkins）在四十幾年前出版了超級暢銷的《自私的基因》（The Selfish Gene），用擬人化的筆法，來說明以基因為中心的天擇學說，指稱只有基因才是天擇作用的單位，我們個體不過是基因可以過河拆橋的載體而已。

 

《自私的基因》是部極為精彩的作品，啟發了不少志同道合的人士投身演化生物學的研究，包括我自己。然而，這個擬人化的比喻也令人產生了誤解，我甚至還讀到有人宣稱，人類的所有行為絕對是自私的，因為就連基因都是自私的，可是不學無術的話就當然不會知道，所謂的「自私的基因」其實是要用來解釋人類和其他動物的「利他」行為的。

 

當然，基因本身是不存在動機的，所以它們才不會「想要」得到啥利益而「自私」地起來。然而，這個「自私」的比喻，實在是太方便了，以致於有學者忍不住甘冒不嚴謹的大不諱，在嚴肅的學術論文或專書中使用。

 

《自私的基因》已出版了超過四十年了，但其觀點迄今仍為人熱議。這四十幾年間，遺傳學發生了翻天覆地的大變化，我們對基因如何打造出一個能讓它們過河拆橋的載體，即使還不是完全地理解，卻還是比四十幾年前知道得太多太多了！因此，野心勃勃的生物學家就想要來著書立說來挑戰一下。

 

我們人類的基因體裡頭，有大約兩萬多個編碼蛋白質的基因，這比起二十年前「人類基因體計畫」完成前，大部分遺傳學家所預測的還少很多，過去大部分科學家都猜測人類大約有十萬個基因左右。然而，柳暗花明又一村，我們後來又發現，大部分基因都能編碼出超過一種蛋白質產物，迄今已知人類的一個基因，平均能編輯出五個版本略有不同的蛋白質，簡單的算術一算，差不多就是十萬多種蛋白質。

 

「人類基因體計畫」完成後，我們先得到了一本有字天書，又花費了十幾年的時光，努力把這部天書讀懂。近年我們對人類基因體又有了更多的認識，發現了許多不編碼蛋白質，但卻有著重要功能的非蛋白質編碼基因，它們對蛋白質編碼基因又有著五花八門的調控功能。如果把它們也當作基因，我們人類的基因數量已知差不多就有至少四萬六千多個。基因體學的進一步研究還發現，基因之間不僅有著複雜無比的互動關係，它們甚至還會被後天環境給「教化」。

 

兩位系統生物學家亞奈（Itai Yanai）與勒爾克（Martin Lercher）就要在這本《基因社會》（The Society of Genes）中說明，我們的基因體，才不是由單個自私的基因所組成的，而像是人類社會一樣，我們的基因體就是一個基因的社會。

 

任教於以色列理工學院的亞奈，實驗室使用秀麗隱桿線蟲胚胎作為實驗系統，目標之一，是全面地使用計算生物學的方法研究線蟲中每個細胞的基因表現，他也利用器官發育、腫瘤發生和宿主病原體的互動來瞭解基因的調控路徑；而任教於德國杜塞道夫大學的勒爾克，實驗室主要目標是瞭解天擇如何優化複雜系統，他利用新陳代謝為模式來進行演化的模擬和預測。

 

他們的研究讓你難以想像嗎？過去遺傳學主要是研究單一或個位數基因的功能，但是現在卻要全盤地考量整個基因體的上萬個基因，如何一同作用來為我們人體打造出各種組織器官，甚至產生複雜的人類行為。就像是開始從宏觀的角度來理解經濟現象一樣，必須使用更大量的資料來進行統計模擬，而非只考量單個人的經濟行為。

 

他們倆把系統化的思維，帶進了這本《基因社會》的寫作中，雖然兩位作者都是計算生物學和生物統計學的高手，但他們為了讓本書平易近人，在書中並沒有使用任何數學和演算法，並且也秉持著《自私的基因》那樣的生動比喻，用人類社會裡的各種互動、分工、合作、競爭來為遺傳學的門外漢解說，我們基因體裡的基因們，是如何打造出我們的個體，甚至整個物種。

 

就像社會中專業分工的不同職業一樣，基因也有其專職，但是許多人的工作是要互相配合的，基因也有複雜的協同作用；也像許多人也身兼數個身份，基因也會有多效性；在社會中，有些人可能盡是鋒芒畢露，搶了其他人的風頭，後者只有在前者不在場的情況下，才能有存在感。這樣的現象也出現在基因社會中。

 

除了關注在基因社會如何打造出我們複雜的細胞、組織、器官、系統和個體，並且推持各種正常的新陳代謝，還有避免在DNA複製時鑄下大錯，亞奈與勒爾克也很關心在歷史長河中，在更大的時間尺度下，基因社會是如何演變的，以及不同基因社會是如何分分合合的。

 

就像極權國家的警察可能勾結幫派份子，原本該保護市民的黑警踐踏良民，我們基因社會內因為各種狀況不穩定了，幾個守護細胞安全的成員叛變就會野火燎原而成了致命的腫瘤；基因社會的成員之間也會在各種衝突，尤其是在分了家許久的兩個物種之間，無法再度合作的基因導致了後代的夭折和不育；性，對害羞的人來說是難以啟齒的，但對基因社會來說，就不過是為了讓基因社會的成員，能夠重新組合成創新的團隊。

 

隨著DNA定序的成本快速地下跌，在愈來愈多的基因體計畫完成後，我們的野心愈來愈大，已有數個研究機構宣稱要把地表上所有的動植物的基因體都定序完成。當然這對理解各種生物的特異性，是有很大的幫助的。然而，就拿動物來說，我們就現在已有的資料，已經可以知道許多動物之間天差地遠的形態差異，有時候並不是出自於我們的基因社會成員有多麼不同，而是那些基因在胚胎發育表現的時空差異造成的。換句話說，就是工作排班的不同讓基因出場的時間和位置發生了變化。

 

生物的創新靠的不僅是基因工作班表的排列組合，基因社會還是能夠創造出新的成員，靠的是基因的複製，然後新的成員在舊成員的堅守崗位的加持下，發展出了新技能。這樣的創新讓我們有了三色視覺，也讓犬類有了靈敏的嗅覺。甚至，整個基因社會都有可能整個複製了不止一次，讓更多成員能夠大顯身手。

 

在漫長的演化史，不同基因社會的融合，也造就了一加一大於二的效果，像是我們真核生物的粒線體，還有植物的葉綠體，原本都是獨立存在的基因社會，它們現在已深入地嵌入了我們的基因社會而成為不可分割的一部分了！

 

《基因社會》引用了許多新的科學觀念和發現，所以這本好書，即使對在大學中修過遺傳學的朋友來說，也會有許多新的啟發。對於想要瞭解基因如何打造出你我這樣的奇妙生物，也能夠令人大開眼界！

導讀 生機勃勃的基因社會◎黃貞祥 清華大學生命科學系助教

 

序    

第一章  癌症演化的八個簡單步驟     

第二章  你的敵人怎麼決定了你

第三章  性有什麼目的？  

第四章  克林頓的悖論      

第五章  複雜社會中的淫亂基因

第六章  猩人秀

第七章  重點在於使用的方式    

第八章  偷竊、模仿，以及創新之源  

第九章  活在陰影當中的秘密生命     

第十章  生命無法勝過不勞而獲者     

 

尾聲

誌謝

書籍代號:0LYO0006

商品條碼EAN:9789869681728

ISBN:9789869681728

印刷:單色

頁數:344

裝訂:平裝