生命是最精彩的推理小說--一個生物學家眼中的奇妙世界

．熱銷破70萬，日本話題科普書！ ．中央公論新社新書大賞、三得利學藝賞，雙重獲獎作品！ ．吉本芭娜娜、茂木健一郎、竹內薰、李遠哲、李家同、李欣頻、部落客藍色雷斯里、阿特拉斯……好評推薦！ ．《朝日新聞》《每日新聞》《讀賣新聞》《產經新聞》《週刊文春》、TBS「國王的午餐」……媒體一致讚譽！ 一部最美的科普書，一開始閱讀便欲罷不能！ 超越文、理科，引發全日本思索：「生命究竟是什麼？」 【內容簡介】 「科學與詩般感性的幸福結合，照射出生命的奇蹟。」 ～腦科學家 茂木健一郎 「恐怖與絕望、夢想與希望兩種相對心情，讓人充滿緊張的作品。大力推薦！」 ～吉本芭娜娜 夏天。走在海邊的沙灘上，腳下遍布著無數的生物和無生物。我拾起側面有多條美麗花紋的小石子，拿在手上觀賞了一會兒後，又將它丟回沙灘上。突然發現它的旁邊有一顆顏色幾乎相同的小貝殼。雖然已經失去了生命，但我知道它確實曾有生命在運作。 那麼，小貝殼和小石子的決定性差異是什麼？ 這是一部最美的科普書。在第一線從事研究的福岡教授，帶你從超細微次元──分子，一步步解開生命之謎。 由作者初上大學，先後在洛克斐勒大學、哈佛大學擔任研究員的時間、地點為軸線，串起分子生物學的發展。在肉眼看不到的世界，重新認識生命最精巧的裝置與作用。 讀後不禁驚嘆：啊！生命竟如此美妙。

前言 1 紐約大道與六十六街 2 無名英雄 3 四個字母 4 查加夫拼圖 5 衝浪愛好者獲得諾貝爾獎 6 DNA的黑暗面 7 機會是留給準備好的人 8 原子產生秩序之時 9 什麼是動態平衡 10 蛋白質的輕吻 11 內部的內部就是外部 12 細胞膜的活力 13 賦予膜形狀的物質 14 數量、時序、剔除 15 時間是解不開的折紙 後記 審訂後記／余家利

我目前住在東京近郊的多摩川附近，經常在河邊散步。微風拂過河面吹來，令人心曠神怡。我避開陽光的反射，凝視水中。我知道水裡棲息著各種生命，突出水面的三角形小石塊上可以看到烏龜的鼻子；順著水流游動，是像細線般的幼苗魚群；或是黏在水草上，看起來像砂粒的蜻蜓幼蟲…… 我突然想起剛進大學時生物學老師問大家的問題：人可以在瞬間分辦出生物與非生物，但你是如何認定生物的？大家能為生命下定義嗎？ 我一直期待著答案，但直到整個課程結束，都沒有明確的答案出現。課堂上僅列舉出由細胞組成、有DNA、藉呼吸製造能量等幾個生命的特徵後，隨著暑假到來，課程也告一段落。 為某種事物下定義時，舉出屬性來敘述是比較容易的做法。但是，要清楚認識定義的對象，絕不是件簡單的事。進入大學後我首先發現到的就是這一點。從那時起，我就一直在思考何謂生命這個問題，但是到今天為止，還沒有得到一個明確的、能令我滿意的答案。現在的我，對於過去二十多年來的問題，或許能做以下的考證。 生命到底是什麼？它就是進行自我複製的系統。這是二十世紀的生命科學所獲得的一個解答。一九五三年，科學專門雜誌《自然》（Nature）上刊登了一篇僅僅千字左右（一頁多）的論文。論文中提出由兩條方向相反的螺旋組成的DNA模型。生命的神祕就在此雙重螺旋構造。許多人看到此劃時代模型的同時立即相信它的正當性，原因就在於它的美麗構造。但更重要的是，此構造還明確顯示了它的機能。兩位共同執筆這篇論文的年輕科學家華生（James Dewey Watson）和克里克（Francis Crick）在文章的最後說：「這種雙螺旋構造讓人立即聯想到自我複製機制，這一點我們並沒有忽略。」 DNA的雙重螺旋呈相互複製的對稱構造。雙重螺旋解開後，就像軟片的正片與負片的關係。根據正片製造出新的負片，原來的負片則製造出新的正片，於是產生兩組新的DNA雙重螺旋。寫入正或負片的螺旋狀軟片中的暗號，就是基因資訊。這是生命的「自我複製」系統，新的生命誕生時，或是細胞分裂時，成為資訊傳達機制的根幹。 DNA構造的發現，揭開了分子生物學時代的序幕。接著又陸續了解了DNA上的暗號就是細胞內微小物質的規格資訊，以及如何讀取這些暗號。進入一九八○年代後，更能夠藉由極精密的外科手術將DNA切開或連接，以轉錄資訊，換言之，基因操作技術的誕生，達到了分子生物學的黃金時期。連從小就著迷於在草原上追逐昆蟲、在水邊捕魚，崇拜法布爾（Jean-Henri Casimir Fabre，法國昆蟲學家）和今西錦司（日本靈長類學者）等自然主義者的我，也無法抗拒這種時代的熱潮。不管我願不願意，不、我甚至主動的進入微小的分子世界。因為那裡有著生命的關鍵。 站在分子生物學的生命觀，所謂生命體，乃是由無數微小零件組成的精密模型，說它是分子機械也不為過。也就是迪卡爾所主張的機械性的生命觀。如果生命體是分子機械，那麼就可能利用精巧的操作，來改變生命體，進行「改良」工作。即使還無法立即進步到這種程度，或許也可以讓分子機械的某個零件停止運作，來觀察生命體發生什麼異常，以推測零件的功能。也就是說，應可由分子的層次來解析生命的構造。基因改造動物，例如「基因剔除老鼠」，就是基於此想法而製造出來的。 我過去對胰臟的某個零件頗感興趣。胰臟是製造消化酵素、分泌胰島素來控制血糖值的重要器官。由該零件的存在部位和存在量來思考，一定與細胞工程有關。於是我使用基因操作技術，將此零件從DNA中取出，製造出缺少了此零件的老鼠。這就是「剔除」了某一零件之資訊的老鼠。調查老鼠在生長過程中發生什麼變化，就可以了解此零件的功能。或許老鼠無法製造充分的消化酵素而導致營養失調，或是因為胰島素的分泌異常而引發糖尿病。 投下很長的時間和大筆研究經費，我們終於製造出這種老鼠的受精卵。將受精卵置入孕母的子宮，然後等待小老鼠的誕生。母老鼠順利生產，我們摒息觀察幼鼠到底會出現什麼變化。幼鼠慢慢長大成為成鼠，但是並未出現任何異狀。沒有營養失調，也沒有糖尿病。我們檢查牠的血液，拍攝顯微照片，進行了各種精密檢查，結果毫無異常和變化，令我們感到非常困惑。這到底是怎麼回事？ 事實上，全世界與我們同樣抱著期待，製造剔除各種零件的老鼠，結果與我們同樣困惑和失望的例子不在少數。如果與預測不同，並未發生特別的變化，就無法發表研究成果，也不能寫成論文，因此很難顯示正確的研究實例。類似情形相信很多。 我最初也很失望，直到現在仍有一半失望的感覺。但另一半心情則開始思考，這不就是生命的本質嗎？ 利用基因剔除技術，即使完全剔除某一種零件或某一片斷，生物仍可用某種方法彌補缺陷，發揮支援作用，使整體不致出現任何功能失調。生命具有一種重要的特性，不能像零件組成的模型般，以類比推論的方式來說明。它似乎存在著其他的動力（dynamism）。我們觀察世界，能夠分辨生物與無生物，或許就是感受到生物的動力。那麼，這種「動力」到底是什麼呢？ 我想起了一位猶太科學家舍恩海默（Rudolf Schoenheimer）。他在DNA的構造發現之前就已去世。他是首先提出生命為「動態的平衡」的科學家。證明了我們吃進身體的分子，會在瞬間散布至全身，之後一度暫時停留在某處，接著又在一瞬間離開我們的身體。換言之，我們生命體的身體並非塑膠模型般由靜態的零件組成的分子機械，而是成立於零件本身的動態之中。 前幾年，我針對舍恩海默的發現，將我們不斷進食的意義和生命的形態，與狂牛症問題對照來進行探討，寫了《能安心吃牛肉了嗎？》一書。書中根據「動態的平衡」論，思考如何區分生物與無生物，以及我們生命觀的演變。這也是我向大學第一學期被問到的問題「生命是什麼？」更接近一步。