细胞：地球生命的建筑师

多细胞生物的形成是地球生命演化史上的一个重要里程碑，这一过程始于地球大气的变化，尤其是氧气含量的增加。大约30亿年前，地球的氧气含量极低，原核细胞可能主要以非氧气的物质为生。随着时间的推移，氧气逐渐累积，成为大气的主要成分之一，这种变化对许多生物产生了深远的影响。对某些细胞来说，这意味着时来运转。需氧菌能够借助氧气进行能量代谢，从而在氧气含量增加的环境中占据优势。 随着氧气含量的变化，细胞的代谢方式也发生了改变。一些细胞开始依赖氧气进行能量代谢，这些细胞被称为“需氧菌”。同时，古菌通过与需氧菌建立共生关系，逐渐适应了新的环境。这种合作关系使得细胞能够更有效地获取食物、产生能量以及逃避天敌，并促进了细胞的增殖。随着时间的推移，出现了许多真核细胞样的共生形式，这些形式为多细胞生命的形成奠定了基础。 细胞之间的合作进一步推动了多细胞生物的形成。细胞通过形成菌落来抵御捕食者和应对食物短缺。菌落中的细胞能够协同工作，共同捕获和储存养分，以备将来不时之需。这种合作方式不仅提高了细胞的生存概率，还促进了细胞功能的分化。团藻属等生物展示了细胞之间如何进行功能取舍和协同工作，从而形成了更复杂的细胞群落。多细胞生物的早期形式通过细胞之间的分工合作来维系群体功能，这种模式被称为“克隆多细胞性”。 基因与细胞之间的复杂互动在这一过程中也发挥了重要作用。基因的突变和重组为细胞提供了新的功能，促进了多细胞生物的演化。 细胞通过基因的调控和信号系统来协调细胞间的相互作用和功能分工。这些信号系统， 如BMP、Notch、Nodal和Wnt信号通路，使得细胞能够感知并响应它们周围的环境信息，从而更好地协调它们的行为。 多细胞生物的形成与演化是地球生命演化史上的一个重要里程碑，它不仅是氧气含量增加的结果，更是细胞之间复杂互动和基因与细胞共同演化的产物。这一过程展示了生命的多样性和创新，揭示了细胞在生命构建中的关键作用。

我被说服了，决定我是我的不是基因。 作者是发育生物学家，他本身的研究领域主要是遗传学。而作为一名遗传学领域学者来突破基因的这个课题讨论细胞本来就是不太容易的一步。 他借用凯撒违规跨过卢比孔河的故事，通过本书向读者宣扬一些目前因伦理问题而被禁止的科学实验的重要性。我认为这是本书写作的主要目的之一。 如果说世界上有15%的人身上有两套完全不同的基因，那么决定我们的表现性状的还可能是DNA吗？ 比如将可能导致人类虹膜病变的人类的PAX6基因移植到果蝇身上。果蝇将在相应的位置长出眼睛，但是它长出的是果蝇的视觉感受器，而不是人类结构复杂的眼睛。如果说基因是性状的决定性因素，那么这个实验结果是不是可以将它推翻呢？ 序言中本书作者就说将挑战道金斯的《自私的基因》。在第一部第三章中就已经反驳了道金斯的观点。道金斯的一个理论是说生物体是基因的工具，用于基因本身延续后代。本书作者的反驳是DNA想要满足复制的条件，细胞就是必不可少的。细胞和蛋白质可以影响遗传物质的复制，并且这种影响与DNA没有关系。但站在道金斯的角度出发，既然连生物体本身都是基因的工具。那凭什么不能说细胞是更微观的工具呢？这是我直到本书读完都还没解决的疑问。 另外，杜布勒的发育沙漏模型是个很有意思的东西，他是说不同的物种在卵的情况下形态差异非常大，就像在漏斗的顶部。而发育到胚胎阶段各物种间差异也非常大，就像在漏斗的底部。而在中间最细的地方正是原厂作用发生的事情时候。不管是哪个物种，长得都大同小异。甚至包括鱼类和哺乳动物之间也几乎没有差异。 这本书看下来确实是说服了我一点，基因是遗传工具箱仅仅是个工具箱，有一只手在背后使用这个工具箱才使我成为我。但这个背后的的手是不是细胞有待商榷。 除此之外，原书成书于2022年，出版于2023，里边的内容还是比较新的。由于本书在驳斥基因在动物遗传中的主宰地位，不可避免有大量基因相关的内容，而又没有多加解释。我浅薄地认为《上帝的手术刀》是本书的先导阅读书目，这本书适合进阶级科普爱好者阅读。

这是一本专家身份写出的严肃的科普读物，可以看作道金斯《自私的基因》的对立观点。作者认为仅凭基因不能实现复杂的生命现象，基因仅仅是一个工具箱，细胞才是生命的构造者。书中的知识点密布，不过论证的力度显然有所不足，读起来不及道金斯作品那么让人震撼。即便读完本书，我也不得不怀疑，是不是我们对基因的了解还很少，所以导致有这些争论呢？

肿瘤干细胞的核心通路 与胚胎发育相关 遗传学家发现，Talpid突变体的体内有一种名为“音速刺猬因子”（简称“音猬因子”）的信号蛋白水平很高。实验表明，在颌骨上能形成牙齿的区域内，音猬因子是上皮细胞和间充质细胞之间互相沟通的重要信号渠道。在绝大多数鸟类体内，这些细胞都不会表达音猬因子对应的基因，而Talpid突变体不然，它们颌骨上的细胞铿锵有力地不停念叨着“音猬因子，音猬因子”。只要在颌骨形成的过程中人为地提供音猬因子这种蛋白质，我们就能让已经沉寂数百万年的细胞重新开始对话。这也正是小鼠的间充质细胞给鸡的胚胎带去的东西。 神奇的原肠作用不仅是细胞与细胞之间的对话，也更像一场大合唱。细胞之间相互交换海量的信息，并根据这些信息不断做出反应，调整自己的舞步和舞伴。这种沟通不仅速度快，而且规模惊人，很容易沦为刺耳的噪声。可是这种情况并没有发生，因为信号蛋白（包括BMP、Nodal和Wnt，详见92页）牢牢把控着舞会的节奏，它们在生物体发育的过程中始终起着协调信息交换的作用，直到所有细胞都落到它们该落的位置上且细胞跳完最后一个舞步——这个时候所有脊椎动物的胚胎看上去都差不多。这三种蛋白质与决定哪里是个体的头尾、哪里是腹背有关。它们最初的功能是激活Brachyury基因，Brachyury基因编码的转录因子又会进一步解锁数千个编码遗传工具和原料的基因。一旦Brachyury基因被激活，细胞就可以动用许多与运动及定位有关的遗传工具，其中包括两种与维持这种状态有关的信号蛋白，它们分别是Nodal和Wnt。在蛙的胚胎中，这些信号蛋白与背唇的形成和活动密不可分。在鸡和小鼠的胚胎中，它们“凿”出了原条，“犁”出了指示前后的体轴；它们让细胞一面移动、一面交换舞伴，让细胞不断探索自己将落到哪里、会变成什么样子，不断摸索新的组合方式，尝试将收发信号、感知和做出反应的能力提升到全新的水平。在原肠作用的整个过程中，细胞以一种有序的方式从基因组里取用基因；当这些基因被表达成蛋白质时，它们通过将细胞分配到特定的位置，赋予其相应的命运，从而勾勒出生物体的轮廓。 细胞用于构建身体的基因和蛋白质，往往有着高深莫测的英文缩写或昵称，它们在细胞的通信语言中扮演的角色及它们被发现的故事往往就隐藏在这些名称里。比如，经常被简称为“Shh”的Sonic Hedghog（音猬因子）基因是原本在果蝇基因组中发现的hedgehog（刺猬）基因的脊椎动物版本（遗传学家把这样的基因称为“同源基因”），hedgehog基因发生突变的蝇蛆长得很像一只迷你刺猬。再比如，BMP是“Bone Morphogenetic Protein”（骨形态发生蛋白质）的首字母缩写，这种蛋白质最早是在生物学家研究骨骼生长时发现的，因此得名。在发育早期的胚胎中，位于原结（node，相当于鸟类和哺乳类的“组织者”）的细胞会合成一种重要的蛋白质，于是这种蛋白质被称为“Nodal”，它的功能之一是区分左和右。至于Wnt基因，其英文缩写是由两个基因的名字拼接而成的，科学家曾误以为它是两个不同的基因，实则不然：其中一个是果蝇的wingless（无翅）基因，这个基因的突变会导致果蝇不长翅膀；另一个是促癌基因Int1，它与癌症的发生有关。

读了一百多页后，决定弃读这本书。 作者阿里亚斯是细胞生物学领域的专家，书中关于细胞在生命发育中所扮演角色的论述不乏真知灼见。现代生物学确实表明，仅凭基因序列无法解释许多复杂的生命现象，细胞层面的调控机制值得更多关注。 不过，书中的论证方式让我有些不适。为了突出细胞的重要性，作者似乎有意淡化了基因的作用，却又在某些地方补充说”我们对此了解尚少”——这种表述方式让论点显得不够严谨。 事实上，基因与细胞并非谁决定谁的关系，而是一个相互影响的系统：基因通过编码蛋白质指导细胞的构建，细胞的状态与微环境又反过来影响基因的表达。这正是表观遗传学所揭示的图景。作者的核心观点并非没有价值，只是在叙述上过于强调对立，反而削弱了说服力。

我觉得是很有意思的一本书，填补了许多生物学小知识，或者说是把一些生物学知识点给串起来了吧。相对来说是深入浅出的。而且如果有兴趣，后面几章的参考书籍可以继续阅读。 另外一个我觉得挺好的地方应该是翻译，感觉读起来很顺，没有那种外国人写书特有的巨长又巨拗口的直译句子。 这本书不好的地方，我觉得是整本书的观点有点“歪”。作者似乎是想提出一个观点跟“基因中心论”针锋相对，于是一直着墨驳斥基因中心论，大力赞扬细胞的神奇之处。我觉得这根本不是一个层面上的事情。 谁都不否认细胞的强大，一个又聋又瞎的细胞居然会自己知道未来发展道路，决定自己生死。但是细胞又没脑子，它怎么知道呢？我觉得基因中心论是从基因角度出发尝试解释细胞的神奇行为。 很显然，在作者的视角，基因中心论是解释失败了，而书中罗列的证据和作者的分析我也赞同。正因如此，我觉得作者把细胞重要性跟基因中心论对立起来挺没有必要的。基因只是构建强大细胞的一个组件，可能未来还有人会写出环境中心论，蛋白质中心论，RNA中心论，这些才是跟基因中心论同一个层面的东西，而不是盛赞细胞的神奇。

全书最具价值的一段： “用来计算多基因评分的DNA标记大多不是某个基因，在很多情况下，它们只是DNA序列上的一个个小“脚印”。这些标志性的突变位点被称为“单核苷酸多态性”(SNP)。每一个单核苷酸多态性都代表DNA序列上的一处变化，这种变化对所涉及基因的影响通常是未知的。正因为如此，每每有新闻报道宣称有人在考虑用多基因评分来评估更复杂的人类特质（比如性格和智力），我都会忧心忡忡。我们可以推测，这些人类特质的涌现与整个基因组那30亿个碱基字母对中的数千个乃至数万个字母发生改变有一定的关系；相比之下，我们非常确定，人的性格和智力是脑细胞相互作用的结果。在这个问题上，我们没有理由认为基因组比细胞更重要。因此，在有更多的相关研究和更深入的认识之前，我们不应该相信多基因评分在精准预测某些人类特质方面的表现，因为心理和情感是我们的细胞相互作用的产物。”

挺有意思的一本书，如果对生物学感兴趣是必读的书，尤其是最后附的生物学的书单，简直是畅游生物学的导览图，值得好好看看，真的很有意思。读书越多越是深信阅读是生活的避难所这句话，能让自己开心的事情不多了，阅读绝对是最简单，随时能做的事

这是一本不错的科普书，但有一定的阅读难度。起码要被科普一下基因的基础理论什么的读起来更轻松。 唯基因论是现在大众接受到的科普读物的普遍观点，这样的书也很多。而探讨细胞在生命中的作用的书却不多，起码在微信读书推荐里还是很少的。书读完，给我的感觉细胞的功能和基因的作用同等重要。两者相辅相成，不单独存在。生命的形成需要基因，但是，基因要起作用，离不开细胞中的化学成分催化。不同的生命体中有很多同源基因，但是在不同的生命体内发育成什么样子需要那个物种的细胞去做修饰展现。神奇的是细胞可以让相同的基因在不同的物种中展显出不同的样子，这是细胞的作用。 书中没有详细的说明细胞中具体有什么，如何用不同的蛋白质去刺激编辑基因这样的学术严肃讨论。在后期，大部分的篇幅在讨论生命的起源“胚胎”的神奇之处，同时介绍了关于“胚胎”研究的很多前沿信息。

可以一读，让我重新审视了一下读过的《自私的基因》。这不是讲细胞的书，要看讲细胞的直接看《细胞传》。作者在辩论在遗传学当中细胞比基因更重要，确实可以让读者辩证地看待问题，但是论据薄弱了一点，可能确实业界对此的探索还没到足够的程度，受限于技术和伦理，20年后也回来看这个问题，也许会明晰很多吧。