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《解码生命》第1章 记录我的密码

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无论如何我们都必须承认(包括我本人在内),尽管人类具有各种崇高的品质,但是,在他的躯体内仍然保留着他出身低微的永不磨灭的烙印。

——查尔斯·达尔文(Charles Darwin)

DNA既不关心也不知道,DNA就是DNA。它是我们舞蹈的乐章。

——理查德·道金斯(Richard Dawkins)

在我所有的童年记忆中,印象最深的就是我可以拥有完全绝对的自由。在当今社会,孩子的每一天甚至每一分钟都要由妈妈来安排。有些妈妈给孩子们配备手机以保持联系,还有一些甚至打算用GPS跟踪或用网络摄像来监视她们的孩子。这种事在半世纪前是不可能发生的,那时孩子们的生活一般是无人看管的。

我很幸运生在一个有自由传统的家庭里。母亲小时候喜欢赤脚攀登圣迭戈附近海滩上的峭壁。父亲则常常在爱达荷州的蛇河里用假蝇钓鱼,夏天在怀俄明州他叔叔的牛场里工作。我的童年是在加州度过的,父母常常对我说“玩去吧”,从不约束我。鉴于这种家庭影响,我发现我喜欢冒险和面对挑战——这一点并没有因为我的成年而改变。当时我尤其喜欢比赛,这个爱好直到现在我仍然保留着。

我最喜欢去的地方之一是当地的机场,我常常会站在跑道边的长草坪上,看着DC—3飞机的螺旋桨旋转起来并逐渐变得模糊。而后,当飞机向跑道边上靠近时,我血液开始沸腾,一旦飞机滑进起飞点,比赛即开始了。我先就近蹲下来数机身上面镶嵌的亮晶晶的铆钉,当飞机的两个引擎发动起来时,我就飞快跳上自行车,使足了全身的劲,弓着腰猛蹬脚踏板。飞机开始朝东冲进加州蔚蓝的天空时,我的心狂跳不止,低着头尽最大努力沿着跑道蹬车飞驰。

在靠近机场的湾边庄园,我的父母拥有一套9000美元的平房。和湾边庄园紧挨着的是距旧金山南24千米的密尔布市,它是一个只拥有不到8000人的小城市,以前曾是密尔家族的领地。202高速公路向东延伸,朝西是铁路,而我们的南边和北边是牧牛的草场。这唯一的一个乡村标志已经随着机场的扩建逐渐消失了。当年的旧金山地方机场在1955年已扩建成现在的旧金山国际机场了,而且它仍在无休止地继续扩大领地。我敢肯定终将有一天涡轮螺旋桨飞机也会被喷气式飞机所取代,从我们家低矮的平房上空呼啸而过。

我小的时候旧金山机场与现在大不一样,既没有任何安全设施,也没有监控装置,更没有铁丝网护栏。隔离飞机主跑道和公路的是一个排水沟和一条小溪。我经常和朋友们骑着自行车滑到沟底然后再上到沟的另一边。开始我们总是坐在草地上惊奇地看着飞机滑出跑道起飞,奇怪那只“大鸟”为什么在跑道上滑行那么慢。此时我已不记得是谁出的主意,但某一天我们认为我们肯定比飞机跑得快得多,于是我们等到飞机预备起飞时,跳上自行车和它“赛跑”。我们甚至在飞机加速并超越我们之前暂时跑在了它前面。这种时刻真令人兴奋啊!

今天我经常坐飞机飞来飞去,不管何时我站在相同的东—西跑道上,我都很怀念我的童年。当一个飞行员看见一群小孩子在飞机旁边狂奔时,不难想象他是多么着急啊!而一些乘客也凝视着窗外,他们有的向我们招手,有的惊讶得张大嘴,也有的简直被吓呆了。偶尔有时候飞行员会向我们晃动着拳头,甚至会通知地面控制塔派机场警察来。但因为跑道很长,我们很容易就能看见警察过来,于是马上就从小溪逃走了。后来的一天,我们骑车去机场发现我们和飞机赛跑的岁月结束了:因为机场周围新修了一圈栅栏。

我童年的每一天都是在玩耍和探险中度过的,这给我的成长留下了很深刻的印象。尽管我不像了解DNA那样确切地明白我当时所做的一切,但我知道学校里所学的任何东西都无法与之相比。我想我能成为一名成功的科学家的原因之一是我天生的好奇心没有被教育体制所抹杀。我甚至还发现竞争其实很简单,就像一群孩子试图超越大而笨重的飞机一样,而这种竞争所产生的长远利益和它给孩子们带来的短暂的快感一样多。在今天不论何时我看见跑道周围的栅栏,我都会为我对机场的安全所做的贡献而感到自豪。

我的DNA,我的生命

我这部自传涉及我身体的每一部分。我共有100万亿个细胞(除去精子和血红细胞),其中每一个细胞里都包含有我的46个染色体,我的DNA就包含在这些染色体中,这些染色体数量是通常的人类染色体的数量,没什么特别之处。只有黑猩猩、大猩猩和类人猿才有48个染色体(我们曾一度以为人类染色体也是这个数,直到1955年一位勤劳的科学家才完整地给出正确数据)。25000~35000个基因分布在我的染色体中,这比我们曾经认为的数量要少得多。它们似乎也不是以一种特别聪明的方式组织在一起的,而且并不是所有具有类似功能的基因都必须聚合在一起。

基因中的密码子是由3个碱基组成的,它是一个DNA的三联体,能编码专门的氨基酸,并与其他的氨基酸连接后折叠成蛋白质,它是构成和操控我的细胞的基本单元之一。利用全部的20种不同的氨基酸作为材料,我的细胞可以产生出让人眼花缭乱的排列组合从而生产出各种各样的蛋白质,就像我头发中的角质和血液中传输的血红素相当不同一样,这些蛋白质相互之间也有很大的区别。蛋白质能携带各种信号,如胰岛素;或接收信息,如我们的视觉色素、神经递质受体以及味觉和嗅觉的受体。所有的这些蛋白质在结构上都是相同的。没有一个染色体能编码大脑和心脏,每个细胞拥有整套可以组成任何器官的遗传信息,但是它们不能组成大脑和心脏。我们对于细胞有多大能力的理解只处于初级阶段,胚胎期的干细胞能结束不同基因的组合,形成大约200种在体内发现的专门的细胞,如神经以及可以依次形成大脑和心脏等器官的肌肉细胞。但是总的来说,我们确实知道DNA中碱基的排列顺序给形成唯一的克雷格·文特尔提供了妙方(即通过一个更为古老的基因分子RNA翻译成细胞的活动)。

1946年2月我写过一本关于人类基因组的专著,那时我们还住在盐湖城犹他州大学的已婚学生住房里。我的父母,约翰·文特尔和伊丽莎白·文特尔,与我的哥哥也一起住在简朴的学校住房里,那些房屋曾经被美国军方占用。我的父母都很熟悉军营生活,不管怎么说,第二次世界大战时,他们作为海军陆战队的成员,都曾在太平洋的不同海岸上服役过。他们邂逅于加利福尼亚的潘德顿营区,我奶奶是一个虔诚的摩门教徒,而我爷爷不信奉任何宗教。

有一位来访者曾回忆说被我爷爷邀请到车库见一位老朋友“马尔科姆”,最后发现马尔科姆原来是一瓶苏格兰威士忌。我爷爷一直都不同意去教堂举办婚礼,所以奶奶只好等他去世后才举办婚礼,婚礼上由她弟弟来充当爷爷。父亲也步爷爷的后尘,最后被逐出了教会。虽然可能是因为父亲反对摩门教的什一课税制(收入的十分之一交给“教会”),但我总是认为是因为父亲喝咖啡和吸烟。不管怎么说,父亲被逐出教会除了给他母亲有些影响以外好像并没有给他自己带来什么麻烦,因为他并不特别信奉宗教。但是在奶奶的葬礼上,由于教会的人操控葬礼的方式,父亲与之发生口角,这加深了他对宗教的反感。

1946年10月14日,我,一个天真无邪的婴儿出生了。那时父亲正受惠于《军人权利法案》[1],在盐湖城的一个学校里攻读会计学位。当他艰辛地照看妈妈和我14个月大的哥哥加里(Gary)时,经济几乎入不敷出了。现在想来他当时肯定视我为额外负担,一个让他的生活更加困难的家伙。我母亲说在所有的孩子中,我是最像我父亲的。但是我们从来都不很亲密。

我母亲做了一段时间房地产销售,可是父亲很讨厌她的这份工作,因为在那个年代这被看作是地位低下的象征。她太诚实,这一点也不利于这份工作:她不愿推销她不喜欢的房子。艺术是她的创造力的发泄渠道,具体表现为无数的关于海洋的绘画,但是在我童年时期,她多数时候是家庭主妇。我最早的记忆是她从报纸上剪下优惠券然后一家超市一家超市地跑着去买最好的廉价商品。尽管附近有很多奶牛场,但我们为了省钱只喝奶粉。暑假时我们去野营或去圣地亚哥(San Diego)看望我的外公外婆,圣地亚哥这座城市在我的一生中占据了重要位置。我也能清楚地记得我那些亲戚们是怎样不停地褒奖我哥哥的。他是一个数学天才,表现比我好,而我总是被恐吓如果不听话就被送到少管所去。

Y染色体和原因

我的基因组有一个特点,当我一来到这个世界时,这个特点对于我的母亲、我的接生员或者任何一个人就是显而易见的了,更不要说一个获得诺贝尔奖的遗传学家、基因研究的领袖或测序大师了。我有一个X染色体(女性有两个)、一个Y染色体,而不是各有一对(就如同女性那样)。X染色体和Y染色体被称为性染色体,用来区分其余的常染色体。

同每个男性一样,我的Y染色体负责使男人拥有男性的特点,特别是一个叫SRY(Y染色体上的性别决定区域)的基因。尽管它只有14000个碱基对长,但当一个英国科研队把它植入一只绰号兰迪(Randy)的母老鼠使其变成公老鼠时,它的力量首次展示了出来。相对而言,这个男性基因的捐献者倒没给人什么印象。在人类的25000个基因中,只有千分之一的基因,也就是只有25个基因位于Y染色体上。尽管如此,这个小基因组的影响力被证明还是很大的。对于遭受Y染色体折磨的人们来说,生活从一开始就很艰难,而且只会越来越难。看看这个星球上最老的居民,你就会发现他们缺少一个Y染色体。从受精到最后死去的整个过程来看,相比那些拥有两个X染色体的人们而言,拥有Y染色体的人们正在逐渐衰败。Y染色体带来了很多特性,如冒险自杀、患癌症、成为富翁、秃顶等,这些可能性都比较大。

甚至直到两岁时,也许最能标志我的成功的一个特性才变得明显了,那就是冒险。对于那次事故,我已经没有任何记忆了,但是我被告知在与一个很高的跳水板的遭遇战中,我几乎被淹死了。后来我的一个导师布鲁斯·卡梅伦(Bruce Cameron)开玩笑说我喜欢做从高处跳进空池子的运动。(原话是“他试图计时,于是跳进盛满时间的池子,他撞到了池底。”)[1]在那次我跳进我一无所知的水中后,我父母就坚持让我在当地的基督教青年会学游泳。我很高兴他们能这么做,因为游泳增强了我的信心,并且不管怎么说,在越南战场上它还救了我一命。

当我在密尔布(Millbrae)长大时,更多的证据证明我的血液里有着冒险的精神。早期在铁轨上冒险的经历似乎是我们生活的全部,每天火车的咔嗒声就是背景音乐。而火车也把我父亲带到旧金山去工作,每天晚上再把父亲送回来,在我当时看来,那座城市既大又遥远。我们居住在铁轨“错误”的一边。每次购买食物时,我和哥哥就跟着妈妈拉上我们的红色四轮马车“无线飞鸟”翻过铁路去商店把食物拖回来。

铁路是另一类禁地,我老是跟着哥哥以及我们的朋友们在铁道下面的排水管里消磨时间。从一个小男孩的眼光看来,每天几乎每个小时呼啸而过的蒸汽式火车简直是一台令人难以置信的既强大又迷人、振奋人心的机器。当火车慢慢驶向密尔布火车站时,火车司机会将蒸汽向我们这边喷放出来,我们就在气体的包围中看着心爱的大机器轰隆隆地呼啸而过。

我们也经常在铁轨上玩耍。其中有一个游戏是把你的耳朵紧贴在路基上看看谁能听到最远的火车发出的第一声细微的将要来临的震颤声。我们会把硬币放在铁轨上让火车压扁它。(最近一次去密尔布我又尝试了这个游戏,可是却发现现在的硬币不是铜做的,所以太硬压不扁,仅仅在铁轨上留下了一个金属痕迹。)当我大约7岁时,我们变得更加胆大了,居然敢跳上呼啸而过的货车。对于一个孩子来说,即使是一辆行驶缓慢的车,要爬上它也不是件容易的事,经常有在车尾押货的列车长冲我们喊叫,赶我们下车。

那时父亲已是约翰·福布斯公司的合伙人了。他虽然做得很好,但是为此他也不得不付出代价,他给公司的定额支付使我们的家庭收入受到限制,他沉重的工作压力意味着他经常晚上在电视机前睡着,即使是在拳击赛或是《黛娜海滩追赶秀》里女主角那著名的吻别画面前。但是到了1953年,我们积攒了足够的钱从我爷爷那里买了一辆结实耐用的1949年产的斯图贝克四门车。我们也需要一个更宽敞的住处了。现在我有一个姐姐苏珊和弟弟基斯。我们的新家在密尔布的山里,位于铁路另一边较远的地方,但是我们仍能感受到铁轨的感染力。每天早上,我母亲开车送父亲去车站,晚上再接他回来。这些短途旅行变成文特尔一家的每天的固定行动了。路上母亲总把我惹的麻烦和搞的恶作剧向父亲报告。现在我哥哥加里争辩说我们那时的行为都是一样的,只是我乐意被抓住,“可能那时你具有一个坏孩子的形象吧”。

在那方面,我的新家和邻居也没能改变我。我搞恶作剧的灵感来源于一个朋友,他父亲是铁路工人,家住在车站附近铁轨边上的一个车厢里。我认为他的生活最美好所以经常去看望他。他给我演示了一些有用的恶作剧,比如怎样释放车闸来使火车停止,怎样连接和分开车皮。毕业那一年,他家搬到了另一个车站,这让我父母如释重负。我看着他的车厢咔嗒咔嗒地离开了我的生活。

接着我的冒险活动从铁轨转移到了老海湾高速公路上,这条高速路沿着海湾的岸边绕行直抵正在发展壮大的旧金山机场。在20世纪50年代时,这一带还未被开发出来,很空旷,没有任何建筑物。我和我的朋友们经常骑自行车穿过天桥去老海湾路。几年后在高中,这也是我们飙车的场所之一,我们甚至最终发展到了玩“比胆大”的游戏,就像《飞车手罗德》书里描述的那样,在年轻的飞车手浪漫的眼光看来谁先打方向盘躲开谁就是懦夫。

然而,我的成长经历不仅显示了我热爱自由可以不顾一切的一面,我的早期成长经历的另一个明显的重要特征,就是我无休止地想要制造东西的冲动,从晶体管无线电装置到堡垒无所不造。当我把一些东西捆扎到一起,用我的想象力去创造出一些仅用天然材料和工具所不能完成的东西时我总是最快乐的。就在我的同龄人在学校里毁灭他们的创造力之时,我可以做我能做的任何事情,用我的双手去边学边干地建造东西。

我早期许多的杰作都得到了小弟基斯(他现在仍做相同的行当,是美国国家航空和宇宙航行局的建筑师)的帮助,这些创举通常是在我们的后院完成的,我们把它叫作“后院”,因为它处在我家花园的后边。花园栅栏有1米高,那个后院的一边有一个肥料堆,一部秋千,还有一棵野苹果树;院子另一边就是我的领地了,一棵杏树,一簇黑莓灌木丛,还有就是我建造使用的大量的泥土。

我的建筑开始时并不十分夸张,大多数是很小但很精致的隧道和城堡。每个月我也会尽力省下1美元去买个塑料轮船或战斗机模型。感谢无聊的时间、打火机油和火柴,我们发现我们可以有更真实的战斗场面,那就是把模型点着。玩具兵燃得很旺,看着热塑料不断往下滴我非常满意。当我的隧道初具规模时,我的纵火癖发展到了开始在隧道里面放鞭炮的程度。

我日渐扩大的地下隧道堡垒用一块60厘米宽、1米多长的夹板盖住,上面再铺些泥土。但是几个星期以后,它还是被我父亲发现了。父亲害怕地下堡垒有塌方危险,命令我将它填满,我的建筑工作只好转移到地上。用建筑工地上找来的废木料我开始修建一座组合堡垒和俱乐部。为了能再利用那些废钉子,我们能花上几个钟头把它们从木头里拔出来弄直。我相信即使是20世纪30年代早期电影里照顾孩子的史潘奇都吃惊我们盖起了一座两层的建筑物。我们有数不尽的杏、黑莓和野苹果来充当我们战斗的军火。最终由于一个邻居抱怨说那个堡垒简直是他的一枚眼中钉,我的创作再一次被摧毁。

所有这些建筑的故事发生在我7—10岁年间。后来我的活动移到了院外的街上,在那里,我试图把我两个最初的最爱——建造和冒险,结合到一系列交通工具上,从四轮马车和肥皂箱赛车到粗制过山车,都充分利用了我们家坐落在山顶的优势。我们甚至做了一个早期版本的滑板——用螺栓把一只冰鞋的两边固定在宽60厘米、长1.3米的木板的两端。基斯和我比赛从山顶往下滑,直到我哥哥加里玩的时候把胳膊摔断了这项活动才宣告中止。

受到《大众机械》(Popular Mechanics)的启发,我的野心转移到了传动装置。这个杂志有一个计划:仅用船舶夹板制造一艘2.5米长的水上划艇,而不用任何复杂的基本框架。生活在旧金山海湾的我们被水环绕着,但是如同陆地上的像网球、高尔夫球等兴趣爱好一样,我们也很少利用这些天然优势。在这些蓝图中,我第一次看到享受海浪的可能。我割草坪和发送报纸挣来的钱,足够买我必需的材料了。我的朋友汤姆·凯很有艺术方面的才能,他告诉我怎样把计划转化成实实在在的木料,以及怎样利用基本的工具。修建那条船花了我几个月时间。我父亲确信我不能成功,其理由是我没有舷外发动机。最终我花14美元从他的一个机械学方面的朋友那里买到一台20世纪40年代晚期使用过的已经坏了的舷外发动机。我不得不学习怎样拆除发动机又怎样把零件装配到一起使其继续工作。我用一个50加仑的油桶作为测试桶,结果发现我成功了。我重新让这个古董运转起来了,它在我家后院嘎嘎地响了长达数小时。

发动机安装好后,我把船体喷气装置刷成黑色,船头配上橘黄色的亮边。令我既惊奇又高兴的是父亲居然自豪地帮我完成最后的测试。水上划艇被抬到他那辆新的1957年产的“水星”旅行车车顶上,一家人开车去机场南面的小狼尖海港。海湾入口处没有滑道,我们也没有香槟酒瓶来打开庆贺。我们必须抬着它走过一片泥地才能使船下水。水淹住发动机后,我鼓起勇气发动引擎,船体迅速拍打着海浪,船头冲起巨大的浪花,眼前什么也看不见。虽然那天成功地完成了任务,但那个时好时坏的发动机让我感到很不满意。我梦想着有一天能做得更好。

在七年级的科学课上,我发现我对一些与我的知识相关的实践活动很感兴趣。和父亲一起去烛台公园(Candlestick Park)参观旧金山巨人后,我受到了启发,决定为初中棒球场建一个电子计分板。当我发明的计分板第一次出现在赛场上为比赛计分时我感到很满意。同时这也很明显地表明,我今后将会因为生存而做一些特别的尝试。

1960年9月我进入米尔中学但有关这段历程我不记得什么了。因为学校既不是我的兴趣所在也不是我的强项。由于早年痛恨死记硬背和考试直到现在我的拼写仍然有问题。在幼儿园时我曾是尖子生,可自从那以后我的成绩每况愈下,中学时,只有体育、游泳和木工课得了A。当我说不想做家具想建一艘时速可达100千米的水上划艇时,我的木工课老师并没有对此很在意。我开始实施这项计划时,才发现这是一项复杂的工作,红褐色的船板被架在蒸汽船头框架之上。300多美元的材料费正好超过了我的预支能力,但是我这个项目得到了特德·麦尔斯(Ted Myers)的资助,他每天开着“雷鸟”车去上学。他是个游泳爱好者,而且很专业。但是他对手工制作不感兴趣,而且对他那个拥有一个建筑公司的父亲深感厌烦,他的父亲倒是希望有一个更具男子汉气概的儿子。只要我能让特德动手做,他父亲就资助买两艘船的材料。我同意了,特德也同意了。