基因是遗传的单位，而细胞是生命的单位，这两个基本概念共同构成了现代生物学的基石。基因并不只反映了我们的过去，它们亦会驱动今天及未来发生在我们身上的事情。在基因和细胞中，能够找到机体衰老的线索。癌细胞实际上来自我们自身，关键基因的突变使正常细胞失控。不属于人类的基因和细胞对我们的生命也有巨大影响。在某种意义上，病毒就是在细胞外四处旅行的基因。这本书将为你讲述生命剧本中的众多精彩故事。

　　《基因与细胞（全彩）》内容简介：电子工业出版社与美国科学与公众协会（The Society for Science ＆ the Public）及其出版的《科学新闻》杂志（Science News）倾力合作，陆续推出《科学新探索》丛书，《基因与细胞》正是该丛书的第三本书。本书讲述了人类从基因与细胞层面探索生命的故事，以及生物学研究成果在医学领域的成功应用，并呈现了近五年来科学家在鉴别人类与其已灭绝的近亲之间的关系方面取得的巨大的进展。《基因与细胞》一书的文章均选自近几年《科学新闻》杂志中尤为精彩、受读者欢迎且值得阅读的文章。《科学新闻》杂志是美国专业、全面、及时的科学新闻来源之一。

　　美国《科学新闻》杂志（Science News）由非营利机构美国科学与公众协会（The Society for Science ＆ the public）出版，出版地为华盛顿特区。纸质版《科学新闻》杂志（Science News）为双周刊，同时开通了每日更新的新闻网站（www.ScienceNews.org）。纸质版《科学新闻》杂志拥有超过9.3万的付费订阅者，网站年独立访问量高达1200万。此外，《科学新闻》杂志在社交媒体上也十分活跃，拥有220万脸谱网粉丝和150万推特粉丝。《科学新闻》杂志已有94年的历史，一直致力于为公众提供值得信赖的科学信息。1922年，报纸出版人爱德华·W. 斯克里普斯（Edward W. Scripps）创办了《科学新闻》杂志，最初名为Science News-letter，这是美国第一份旨在为公众提供客观严谨的科学新闻的出版物。如今，《科学新闻》杂志的使命依然没有改变，始终以“传播育人”为己任，继续将各个科学领域的重要发现传递给公众。　　《科学新闻》杂志由**的团队撰写、编辑和设计，面向科学爱好者、希望更深了解前沿科学成果的学者，以及时刻关注其他领域发展的科学家。

目录
I 进化中的遗传秘密——基因的变迁造就了丰富多彩的现代生物
II 隐藏在基因中的行为模式—— 是什么决定了“规律”和“习惯”？
III 健康密码—— 探索疾病的根源和对策
3.1 长寿之谜
3.2 抗击肿瘤
3.3 心脑血管疾病
3.4 病毒与疾病
3.5 免疫系统相关疾病
3.6 微生物与健康
3.7 遗传印记与基因治疗
3.8 移植和再生
3.9 热量与健康
IV 基因工程技术的杰作

　　“现在，我们对基因和细胞都非常熟悉，因此这两个概念听起来都十分直白甚至简单。但是，这两个基本单位是地球上所有已知生物的基础，并且构成了生物界的全部复杂性。”
　　——美国《科学新闻》杂志社（Science News）

　　人体是数十亿细胞包裹着数万亿细胞构成的一个整体。细胞们受到基因的支配，这些DNA片段给身体提供各种指令，包括骨骼和大脑的构建、心脏的跳动、将食物转化为能量、抵御疾病侵袭、甚至（至少在某种程度上）决定我们的外貌和人生观。基因是遗传的单位，而细胞是生命的单位，这两个基本概念是现代生物学的基石。当生物学家探索生长发育、物种进化、生物间的相互作用等科学问题时，他们常常能在基因和细胞层面找到答案。此外，当机体患病或遭受损伤而无法正常工作时，也是基因和细胞出了问题，并且能在这二者中找到解决之道。
　　“细胞”这个词已有几个世纪的历史。20世纪60年代，英国博物学家罗伯特·胡克（Robert Hooke）用早期的显微镜观察了死亡的植物组织之后，发明了这个词。在接下来的几个世纪中，科学家陆续鉴别出细胞的不同部分，检测了不同类型细胞的可变性，并且探索了细胞分裂、死亡等相关活动的生物分子信号。“基因”这个词则要年轻得多，但它的发明仍可追溯到20世纪初。丹麦植物学家威廉·约翰逊（Wilhelm Johannsen）使用这个词来代表格里哥·孟德尔（Gregor Mendel）在著名的豌豆实验中所描述的不连续的遗传单位。当时，这还是一个很抽象的概念，但现在科学家对基因的认识已经清晰很多。主要的研究进展包括，在20世纪50年代破解了DNA的双螺旋结构，以及在21世纪来临时解析了人类基因组这部完整的“生命说明书”。
　　对进化生物学家而言，基因就是一座金矿。目前已完全破解了包括多种细菌、狗、鸡、黑猩猩及海鞘等超过150种生物的基因组。另外也对许多其他物种的DNA进行了一定程度的研究。在物种内或物种间进行比较，有助于增进我们对生物进化树的理解。本书中的研究内容涵盖过去5年的时间，这段时期，科学家在鉴别人类与其已灭绝的近亲之间的关系方面取得了巨大的进展。此外，在其他动物中也有可喜的发现：现在的北极熊家系可追踪至一种爱尔兰的棕熊；各地的大王乌贼都属于同一个物种；某些鸽子的花哨冠羽都源于一个基因突变。这些只是生命剧本中众多故事的冰山一角。
　　然而，基因并不只反映了我们的过去。它们亦会驱动今天及未来发生在我们身上的事情。在基因和细胞中，能够找到机体衰老的线索。例如，一项近期研究发现控制炎性反应的基因与长寿有关。此外，癌细胞实际上来自我们自身，关键基因的突变使正常细胞失控。不属于人类的基因和细胞对我们的生命也有巨大影响。新研究发现，微生物组——即人体内或体表寄居的单细胞生物的总称——在健康和疾病中发挥了实质性的作用。现在能上头条的那些严重疾病（如埃博拉、禽流感等）有许多都是病毒引起的，在某种意义上，病毒就是在细胞外四处旅行的基因。因此，科学家从基因和细胞中寻求疾病治疗方法并不是什么令人惊讶的事。培育新的细胞和编辑基因是最热门的两种抵御疾病的方法。
　　现在，我们对基因和细胞都非常熟悉，因此这两个概念听起来都十分直白甚至简单。但是，这两个基本单位是地球上所有已知生物的基础，并且构成了生物界的全部复杂性。
　　美国《科学新闻》杂志社（Science News）
　　2016 年9月

　　章鱼调节RNA 适应水温变化
　　对遗传信使进行微调是一种有效的适应方式
　　雷切尔·埃伦伯格
　　虽然南极章鱼与热带章鱼的神经系统类似，都有同样的基因编码，但冰冷的海水并没有使南极章鱼的速度减慢。现在科学家已经探明了这其中的奥秘， 传递遗传信息的“信使”编译不同，导致两种章鱼的神经细胞结构不同，从而确保在令人麻木的极地水域，章鱼仍能灵活运动。
　　这项研究发表在2012年1月5日出版的《科学》杂志上，是首次发现信使RNA编辑可以帮助物种适应环境。
　　在低温环境下，神经细胞传递信号的速度会降低，因此科学家希望通过比较近爱尔兰的斗蛸（Pareledone，一种生活在南极冰水中的章鱼）和真蛸（Octopus vulgaris，一种生活在温暖水域的章鱼）的基因差异来确定影响神经系统结构的基因。然而，令人惊讶的是，这两种章鱼的基因组基本相同。
　　波多黎各医科大学（the University of Puerto Rico Medical Sciences Campus）的神经生物学家约书亚·罗森塔尔（Joshua Rosenthal）说：“我们本以为它们的基因会有所不同，没想到它们基本是一样的。”
　　DNA通常位于细胞核中，当需要用到它们所携带的信息时，DNA的不同区域可复制出多个不同的副本。因此，罗森塔尔和他的研究生桑德拉·加勒特（Sandra Garrett）进一步研究了这些DNA的副本——信使RNA（mRNA）。研究发现，在极地章鱼及热带章鱼的神经细胞中，有一种编辑mRNA的酶，通过不同的编辑方式使两种章鱼的mRNA发生变化。
　　不同的mRNA编辑方式改变了神经细胞在传递电冲动时的通道开闭模式，从而提高了南极章鱼神经冲动的传递速度，并降低了热带章鱼的信号传递速度。
　　纽约罗切斯特大学的分子生物学家余一涛（Yi-Tao Yu）认为，这是一项有趣而精彩的研究。