科普中国书系·解锁基因智库（全4册）

丛书序
基因技术日新月异，为现代社会的发展带来了新的科技变革。随着科学家对基因深入地研究，新的理论机制不断明晰、新的成果产品不断涌现，人类对生命奥秘的认知终于抵达基因层面，更多样、更深入。有关基因的话题总会成为热点，如转基因、基因工程、基因编辑、基因芯片、基因诊断、基因治疗、合成基因等，既时时吸引人们的关注，又屡屡引发公众的争议。随着基因科学与人工智能、大数据信息等领域的科技中融合，与基因相关的知识、技术便潜移默化地融入人们生活的方方面面，成为人类社会中不可或缺的一部分。
现在，以转基因技术为核心的现代生物技术被广泛应用于农业、医疗、工业等各个领域，社会效益和经济效益日渐凸显。在农业领域，科学家利用基因和基因编辑等技术，提高农作物的抗性、产量、品质等，基因科技在减少农药施用、节省人力成本、提高农产品附加值等方面发挥了重要作用。在医学领域，胰岛素、生长激素、促红细胞生成素等基因工程制药，以及通过基因编辑技术修复基因缺陷的基因治疗，为疾病治疗带来革命性变化。在环保领域，科学家巧妙利用基因寻找解决长期以来困扰人类的农药化肥、工业“三废”、废旧塑料等环境污染问题的答案。在工业领域，基因工程也在乙醇生产、丁醇生产、淀粉性能修饰、纤维素利用、食品生产、生物新材料开发等方面发挥着越来越重要的作用。
科学技术是柄双刃剑，对于未知的事物，人们有了解和探求真相的渴望，这是人们寻求进步的本性；同时，对于未知的事物，人们也有畏惧和抵触，这是人们保护自身的本性。正确理性地传播基因科学、帮助公众获得正确的科学认知、激发公众探索生命奥义的兴趣、让公众理性认识和接纳基因工程新产品，这些毫无疑问是当前科学家、新闻媒体和科普工作者共同的使命和责任，也是我们编写和出版“解锁基因智库”系列丛书的初心和目标——为人们带来科学严谨又通俗易懂的基因科普作品，让公众走进基因的神秘世界，消除那些因误解或不了解而产生的担忧。终，让公众走近科学，也让科学为公众服务。
与其他大众图书不同，科普作品有其自身创作、编辑和成熟的过程。一本好的科普书，需要同时兼顾科学性、通俗性以及趣味性。当下，虽然与基因相关的科技新闻报道和科普图书日益增多，但原创匮乏。究其原因，一是市场上的基因科普作品数量本就缺乏，围绕基因进行科普的书更是少之又少；二是当前销量较高的基因科普作品基本是从国外引进的，如《基因与命运》《基因传》等，原创且符合中国特色的科普作品亟须出版；三是现有的基因科普作品尚不够系统全面，虽然围绕人类行为、生活和健康的创作较多，但是对基因本身的关注较少，无论是对其在自然世界中扮演的重要角色的评述，还是对其在人类社会中发挥的重要作用的介绍，到目前为止都还较少，也缺乏系统性和全面性。
基于此，由中国工程院范云六院士领衔创作了《基因智慧》，中国科学院钱前院士领衔创作了《基因智种》，中国科学院邓子新院士领衔创作了《基因智造》，中国工程院刘德培院士领衔创作了《基因智疗》，以期“明其因、辩其理、正其名”，四位院士作为《科普中国书系·解锁基因智库》科学顾问，对丛书的整体架构与设计进行了把关，确保了丛书的系统性和科学性。丛书的编委会由坚守科研一线并开展科学普及的知名专家、国家杰出青年科学基金获得者林敏研究员担任主任，由上海交通大学生命科学技术学院常务副院长冯雁、中国医学科学院北京协和医学院副院校长李青、中国农业科学院生物技术研究所所长李新海、光明网副总经理宋永乐、农业农村部科技教育司张宪法担任副主任，由来自不同领域的权威专家担任编委会委员。在组织编写的过程中，一批耕耘科研一线的青年科学家、心系公益科普的生物学博士以诚挚的热情、严谨的态度，不畏困难、积极协作，历时两年创作成了这套书。
《科普中国书系·解锁基因智库》科普丛书分为四册，分别是《基因智慧》《基因智种》《基因智造》和《基因智疗》。《基因智慧》作为丛书的开篇，重点介绍人类一直在探索的“基因智慧”，通过一个个生动有趣的故事讲述了基因在动物、植物及人类的生存发展中发挥的重要作用，简述人类如何借鉴“基因智慧”改变和服务现代生活，展望“基因智慧”在未来如何造福人类。《基因智种》以一粒种子作为起点，讲述科学家利用基因的利刃创造优良的动植物种质资源，满足不断增长的农业生产需求，一个个与生活息息相关的“基因智种”故事，带领读者一起领略科学创造的魅力。《基因智造》放眼智造食品、智造材料、智造电子数据、智造能源、智造健康、智造生命这六个领域，讲述基因智造的“神奇之手”在新生命、新材料和新技术的发展历程中，以及在人类社会的各个领域里书写的美好故事。《基因智疗》则从基因疫苗、基因检测、疾病动物模型、基因工程药物、基因治疗五个角度，呈现基因科学在疾病治疗中的点睛作用，让读者深刻体会基因在人类的生命长河中发挥的重要作用。
科学的蓬勃发展如同基因的空间结构，呈螺旋式上升。科学知识也总是在推陈出新的过程中推动科技进步、引领人类社会进步。丛书中一些基因科学也许仍然需要在探索的基础上不断更新，但我们仍然希望现有的探索和努力能让大家获得启发和成长，与我们共同推进科学事业的发展。这不仅仅是一套科普基因科学的图书，更是一把打开基因世界大门的钥匙。翻开一本书，打开一扇门，拥抱科技之光，希望我们一起行得更高，走得更远。

    基因是藏在生命中的密码，地球上大多数的生物因为基因才得以延续和演化。因此，我们沿着基因的链条回溯，寻找生命的起源；我们攀上基因的阶梯，从基因入手治疗疾病、提升生活品质。基因看似神秘，其实已经遍布我们生活的各个角落。从药物到食品，从科研到生活，基因科学为我们提供了更多可能。解析基因，讲述基因故事，让《基因智慧》《基因智疗》《基因智种》《基因智造》带你找到一个神奇的微观改变宏观的世界。小基因，大作用。

范云六，中国工程院院士，生物科学博士，博士生导师。

钱前，水稻分子遗传学家，中国科学院院士，中国水稻研究所稻种资源研究领域首席科学家，中国农业科学院作物研究所所长。

邓子新，微生物学家，中国科学院院士，发展中国家科学院院士，上海交通大学教授。

刘德培，中国工程院原副院长，中国工程院院士，主要从事基因调控和基因治疗的研究，包括分化与发育的基因表达调控、转基因动物与疾病模型、 基因转移与基因治疗等方面的工作。

林敏，男，中国农业科学院生物技术研究所研究员、博士生导师，国家杰出青年基金获得者、国家973计划项目首席科学家，国务院特殊津贴获得者、新世纪百千万人才工程国家ji人选、农业科研杰出人才。

李新海，中国农业科学院生物技术研究所所长，国家特支计划科技领军人才。

谷晓峰，国家特支计划科技领军人才，中国农业科学院生物技术研究所副所长。

李青，国家战略性新兴产业发展专家咨询委员会委员。

王友华，中国农业科学院生物技术研究所副研究员、科研管理处处长，全国优秀科普作品获奖作者。

《基因智慧》
章   生命的密码——基因
节  发现生命密码——基因 
第二节  基因的忠诚保障了生命的繁衍和稳定遗传
第三节  基因的变迁推动生命进化
第四节  基因的智慧源于自然又“孕育”着自然

第二章   微生物的基因智慧
节  流感病毒大家族长盛不衰的奥秘
第二节  以塑料为食的超级细菌
第三节  20 世纪伟大的救命神药——青霉素
第四节  食谱独特的噬菌体——精准狙击超级细菌
第五节  以电为食的细菌——小菜谱有大用处
第六节  Hello！细菌也会“打电话”
第七节  “我不是坏细菌”——大肠杆菌有话说
第八节  逆转录病毒是“魔鬼”还是“天使”？
第九节  新晋“淘金者”——代尔夫特食酸菌
第十节  苏云金芽孢杆菌精准杀虫的秘密武器

第三章   植物的基因智慧
节  源自海洋的“新生之旅”：植物登陆
第二节  看不见的生物钟—植物的进化法宝
第三节  小麦的进化——一段漫长的物种“联姻”史
第四节  植物矮化基因带来的“绿色革命”—杂交育种
第五节  小小基因变化让玉米“七十二变”
第六节  番茄“成长”的奥秘——小小基因的大作用
第七节  甘薯—古老的天然转基因食物
第八节  豌豆的皱圆粒切换——基因开关显神通
第九节  葵花“逐日”之谜
第十节  植物也吃肉——揭秘那些“无肉不欢”的花草

第四章   动物的基因智慧
节  发光蛋白——照亮生命科学前进的指路灯
第二节  领鞭毛虫引领生命进化
第三节  “不死神虫”——水熊虫
第四节  蜜蜂王国生生不息之谜
第五节  超强基因组加持“打不死的小强”
第六节  “特立独行”的超级奶爸——海马
第七节  断尾再生术——壁虎保命绝技如何练成
第八节  染色体倒置带来的“跨型联姻”
第九节  从盘中餐到掌中宝——小型猪的“华丽”变身
第十节  从猛兽到宠物——基因证明我爱你

第五章   人类的基因智慧
节  在人类基因组中建奇功的远古病毒
第二节  大脑扩容的秘密——人类的专属“聪明基因”
第三节  能不能喝酒，基因说了算 
第四节  基因信息列车传载你的模样
第五节  “多肉君”的烦恼——“肥胖”基因
第六节  生命之阀——凝血酶基因
第七节  特异性免疫——免疫系统中的“导弹部队”
第八节  人类健康守护者——“基因警察”

第六章   基因连连看——物种间的小秘密
节   益生菌——人体肠道里的“超级英雄”
第二节  非洲猪瘟——致命的影子杀手
第三节  “菟丝附女萝”“缠绵悱恻”的寄生之旅
第四节  豆科植物和根瘤菌的“跨界结亲”
第五节  植物大变僵尸——基因在作祟
第六节  蟋蟀之死——自杀还是谋杀？
第七节  生物界的“傀儡操纵者”——寄生虫特异基因
第八节  以肉为食——揭开食肉菌的恐怖面具
第九节  SARS 病毒从山洞到人间的三级跳
第十节  植保战将——寄生蜂

后记
人类在探索生命的征途上从未停歇脚步
科学技术日新月异让基因智慧为人所用
科学家利用基因智慧造福人类
参考文献
图片来源

《基因智疗》
章  上医治未病——基因疫苗横空出世
节　人生针——乙肝疫苗
第二节　艾滋病疫苗研发——40 年求索路
第三节　狂犬病病毒疫苗让狂犬病不再狂妄
第四节　肿瘤个性化治疗疫苗
第五节　永绽芳华——让女性远离宫颈癌的人乳头瘤病毒疫苗
第六节　“病毒界撒旦”的“血疫”之战——埃博拉病毒疫苗出击
第七节　病毒终结者——流感病毒疫苗

第二章  基因陷落的疾病探索——从人类疾病动物模型找真相
节　动物模型明星——小鼠
第二节　生物学研究的“钥匙”——果蝇
第三节　绵绵“鱼”力，贡献不绝——“水中小白鼠”斑马鱼
第四节　“哮天犬”为人类疾病再立新功
第五节　作为动物模型的“二师兄”
第六节　探取“大师兄”猴哥“抗病真经”

第三章  疾病探查界的“扫雷”小能手——基因检测
节　人的健康起点——试管婴儿的基因优选
第二节　让“唐宝宝”变成历史——预防新生儿缺陷的产前诊断
第三节　基因筛查为新生儿开启健康之旅
第四节　“有病无患”—锁定疾病前兆的疾病诊断基因检测技术
第五节　治疗方案的私人定制时代——药物基因组学实现精准医学
第六节　罕见病基因检测——开往康复之春的列车

第四章  疾病治疗界的新式武器——基因工程药物
节　有“糖”勿慌——重组人胰岛素燃起治愈糖尿病的希望
第二节　酵母的才艺贡献——合成阿片类药物
第三节　让疟疾不再肆虐——抗疟疾药物青蒿素的规模化生产
第四节　按下试管婴儿的启动键——重组人促卵泡激素
第五节　让长高无烦恼——神奇的重组人生长激素
第六节　干扰素——SARS 病毒防火墙
第七节　庞贝病患者的幸运药——α 葡萄糖苷酶

第五章  遗传缺陷的修补术——基因治疗
节　基因修补术——多种眼病患者的曙光
第二节　拥有两个妈妈的“三亲婴儿”
第三节　血友病患者的福音——基因治疗方案带来的“生命护盾”
第四节　“泡”外的阳光——严重联合免疫缺陷病的基因修复术
第五节　从柏林到伦敦——艾滋病的治疗之路
第六节　让希望拥有翅膀——“蝴蝶宝贝”的基因治疗法
第七节　狙击婴幼儿的“头号杀手”——脊髓性肌萎缩症的克星
第八节　CAR-T——实体肿瘤治疗有道
第九节　健康人生满“血”开启——β 地中海贫血症的基因治疗

后记
如何才能与世界合拍？——基因智疗之伦理审视
祛病延年、快乐人生有多远？——基因智疗之未来展望

参考文献
图片来源

《基因智造》
章 智造食品
节　乳糖不耐受群体的福音——基因工程智造乳糖酶
第二节　奶酪生产的秘密——“人造”凝乳酶的发展史 
第三节　“量身定做”的健康肉——细胞培养人造肉 
第四节　奶牛身上挤母乳——转人乳蛋白基因牛奶 
第五节　啤酒的诞生——神奇的基因工程酵母
第六节　解酒生力军——新型基因工程益生菌饮品

第二章 智造材料
节　面向未来的材料结构——自组装 DNA 纳米结构
第二节　折出新世界——DNA 折纸技术
第三节　显微镜发展的新篇章——DNA 显微镜
第四节　“活着的”机器人——“DNA 软机器人”
第五节　家蚕变身“蜘蛛侠”——表达重组牵引丝蛋白智造蚕丝 
第六节　“版本升级”进行时——活体功能材料

第三章 智造电子数据
节　跨时代的数据硬盘——DNA 芯片 DNA 存储
第二节　合成生物学与电子学的神奇融合——生物半导体的研发
第三节　延伸的“五感”——DNA 生物传感器
第四节　基因“身份证”——DNA 条形码
第五节　细菌装上“太阳能电池板”——人工智能光合作用技术
第六节　让治疗更精准——“基因回路”控制治疗“开关”

第四章 智造能源
节　生物“炼油技”——可再生能源替代矿物燃料
第二节　高产能的光合细胞工厂——生物乙醇的智造
第三节　藏在细胞里的工厂——微生物 / 合成高分子生物材料
第四节　纤维素降解小能手——基因工程菌
第五节　当《阿凡达》变成现实——发光植物的发明
第六节　阴雨天也能发电——细菌太阳能电池

第五章 智造健康
节　肠道伤口的“创可贴”——工程益生菌“创可贴”
第二节　抗癌新希望——人工设计改造大肠杆菌
第三节　“酶”有农药才健康——有机磷农药降解酶
第四节　污染被“吃掉”了——重金属污染的微生物修复技术
第五节　看不见的医生——医用 DNA 纳米机器人

第六章 智造生命
节　人工合成病毒——脊髓灰质炎病毒
第二节　人造病毒“计中计”——病毒样颗粒疫苗
第三节　再生医学新技术——诱导性多功能干细胞技术
第四节　药品“宅急送”——青蛙细胞智造“活体机器人”
第五节　基因“创世纪”——“人造生命”辛西娅
第六节　“饭碗”端在自己手里——自给自足的大肠杆菌
第七节　“改写”生命的密码——基因创造新生命
第八节　开启“再造生命”新篇章——人工合成酵母染色体
第九节　猛犸复活记——基因克隆技术

后记 
安全之盾——基因智造的政策保障 
舆论之声——基因智造的伦理监管 
未来之眼——基因智造的繁华世界 
参考文献

《基因智种》
章  基因智慧种，生活好帮手
节  “虫口夺粮记”——抗虫基因的田间妙用
第二节  “锄禾日当午”成为过去&mdas