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你知道DNA吗？绝大部分现代人几乎都会给出肯定的答案。

不过，你很可能并不知道，基因仅占人类基因组中DNA序列的2%。

天啊，剩下的98%是什么？21世纪初，人类基因组草图绘制完成时，科学家也像我们一样震惊。

在DNA结构被确定之后的几十年里，科学家们只关注基因，其他区 域的DNA序列曾被认为像冗余的垃圾一样无用。可是，研究人员渐渐发现，这些DNA序列非但不是无用的垃圾，而且对基因、对人体健康来说都是必不可少的。

事实上，“无用”DNA可以控制基因的表达，从微调单个基因到关闭整条染色体，都在它们的能力范围之内。尤其是当科学家开始探究各种遗传病的致病基因时，他们在这些基因组的“暗物质”中发现了重要的变异和调控机制，与许多棘手的遗传病有关，对“无用”DNA的重新认识给新药物和新疗法带来了灵感。

这是一本探索这个快速发展、争议激烈的领域的入门指南。

作者凭借她在科研领域和生物技术产业界的多年经验，清晰地介绍了“无用”DNA及其在各种生理过程中发挥的关键作用，包括且不仅限于遗传病、病毒感染、哺乳动物性别的决定和进化。这些低调的基因调控者如同潜伏在宇宙中的暗物质，无意中透过它的面纱一瞥就足以让我们惊叹不已，而这只是它所隐藏秘密的冰山一角。

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北大分子医学研究所所长、2019年科学探索奖得主 刘颖教授 作序

华大集团CEO、科普作家尹烨倾情推荐

作者为中文版新版特意撰写新序言，盘点近年来生命科学领域前沿进展

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对生命现象的理解一次又一次地挑战着我们的认知，探索一个新的研究领域，时常需要勇敢地面对来自经典理论和科学界同行的质疑。对“无用”DNA的研究也经历着这样的过程。我很欣喜地看到了这本书对这一新兴领域的翔实介绍。

——刘颖，北京大学未来技术学院副院长、分子医学研究所所长

存在即合理。在有钱德拉X射线望远镜之前，大部分人类是无法“看到”暗物质的。同理，在测序仪发明之前，特别是人类基因组解密之前，我们也不知道人类的遗传物质中竟然有超过97%的序列是非编码序列，它们一度被称为“无用序列”。而随着我们对基因组研究的不断深入，这些所谓的无用序列在生命的功能和调控中大放异彩。这个“吹尽黄沙始到金”的过程让我们明白了，基因这种生命的语言与人类的语言一样，名词固然重要，形容词、副词甚至标点符号同样不可或缺。

——尹烨，华大集团CEO、生物学博士，《生命密码》作者

引人入胜、信息量大、幽默风趣，会让很多读者感兴趣。

——莎伦·Y. R. 登特，美国艺术和科学院院士，得克萨斯大学安德森癌症中心教授

凯里非常清楚地阐述了两点：我们的理解是试探性的、不断发展的；染色体的功能远比任何人的假设都复杂。

——《出版人周刊》

这本书很幽默，记录也很详尽，它很好地为愿意花点功夫的外行读者解释了一个复杂的主题。

——《图书馆杂志》

该领域的首次面向大众的概述……（凯里）对“无用”DNA的历史及其对基础科学和应用科学的影响有着出色的理解。她有类比的天赋，能使复杂的生物化学知识图像化，达到非专业人士也能掌握的程度。

——《生物学评论季刊》

推荐序 / V

中文版新版序言 / IX

序言 基因组的暗物质 / XIII

第1章 为什么要研究基因组“暗物质”？ / 001

DNA与织毛衣 / 004

无因之疾 / 006

第2章 什么时候“暗物质”会变成破坏者？ / 009

去除基因中的“废话” / 013

难以达成的完美理论 / 017

第3章 基因都去哪儿了？ / 022

天啊，基因到底在哪里！ / 025

剧毒的鱼和遗传绝缘理论 / 029

第4章 赖着不走的入侵者 / 035

危险的重复序列 / 038

“无用”DNA与司法判决 / 043

第5章 端粒：上了年纪后，一切都在缩水 / 045

DNA与鞋带 / 047

保养“鞋带” / 050

端粒与疾病 / 053

嘀嗒作响的分子时钟 / 058

第6章 着丝粒：二是最完美的数字 / 062

位置，位置，还是位置！ / 067

凡事都不会无中生有 / 072

数量决定命运 / 074

第7章 X染色体失活：“无用”DNA给基因拉电闸 / 079

女性的基因电闸 / 083

竟是一段巨大的“无用”序列 / 085

从左到右，从右到左 / 087

瞬息成就永恒 / 089

永远不要低估运气的力量，无论好坏 / 093

运气和三色猫 / 096

第8章 长链非编码RNA：基因组的微调旋钮 / 099

要木头还是要木屑? / 103

一个好的开头对生命的重要意义 / 107

长链非编码RNA与癌症 / 109

长链非编码RNA与大脑 / 112

第9章 表观遗传修饰：给基因组的“暗物质”上点色 / 116

在基因组中精确定位 / 120

让失活的一直保持失活 / 123

别把远古的入侵者唤醒 / 125

表观遗传与延长的序列 / 126

第10章 亲源效应：为什么哺乳动物生育后代需要两性？ / 128

不要忘记DNA是从哪里来的 / 131

基因簇的调光开关 / 134

重置印记 / 136

如果印记出了问题 / 140

一起轰动性事件的历史影响 / 145

第11 章 “无用”DNA 的使命 / 147

我们离不开的入侵者 / 155

RNA（可能）才是万物的源头 / 158

第12 章 先启动，再加速 / 160

谁来决定基因表达速率？ / 163

表观遗传和增强子：携手共进的好兄弟 / 164

距离不是问题 / 171

从手工作坊到工厂 / 174

第13 章 基因组的无人区 / 178

基因组的隔离带 / 180

为什么XX 和XXX 不一样？ / 184

第14 章 ENCODE 联盟：大科学拥抱“无用”DNA / 189

一座活跃的信息和指令宝库？ / 192

事实还是背景噪声？ / 196

来自演化生物学的猛烈抨击 / 199

第15 章 无头的皇后、奇怪的猫和肥硕的老鼠 / 205

多指和六趾小猫 / 207

形态发生素和面部的发育 / 209

形态发生素与胰腺 / 212

基因组的多样性 / 215

相关性谬误 / 219

第16 章 如果“无用”序列变得“有用”…… / 224

当“无用”RNA 变异得能编码蛋白质 / 227

位于基因前端的变异 / 232

现在来看看尾部 / 235

说“啊”（AAAAAA） / 238

第17 章 生命之剪：为什么乐高积木比模型飞机更好？ / 243

生命的剪刀 / 247

剪接与疾病 / 249

修正错误剪接 / 255

第18 章 小RNA，大力量 / 263

好坏难辨，亦正亦邪 / 265

小RNA 与干细胞 / 267

小RNA 与大脑 / 272

小RNA 与癌症 / 275

死马和被沉默的基因 / 277

第19 章 药物（有时）确实也有用 / 279

“无用”DNA 能拯救我们吗？ / 282

有失败，也有过成功 / 287

第20 章 黑暗中的微光 / 292

致谢 / 299

参考文献 / 301

术语说明 / 341

附录 / 343

译后记 / 349

作者：妮莎·凯里（Nessa Carey）

免疫学学士、病毒学博士、人类遗传学博士后，英国伦敦帝国理工学院客座教授，英国皇家学会常驻企业家，兼具丰富的科研和生物技术产业经验。有经典科普著作《遗传的革命》《垃圾DNA》等面世。

译者：祝锦杰

北京大学医学学士，香港浸会大学翻译与双语交流专业硕士。《环球科学》《好奇号》译者，已出版译著有《哥德尔传》《神秘的量子生命》《人人都该懂的遗传学》《人人都该懂的克隆技术》等。

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书籍介绍

你知道DNA吗？绝大部分现代人几乎都会给出肯定的答案。

不过，你很可能并不知道，基因仅占人类基因组中DNA序列的2%。

天啊，剩下的98%是什么？21世纪初，人类基因组草图绘制完成时，科学家也像我们一样震惊。

在DNA结构被确定之后的几十年里，科学家们只关注基因，其他区 域的DNA序列曾被认为像冗余的垃圾一样无用。可是，研究人员渐渐发现，这些DNA序列非但不是无用的垃圾，而且对基因、对人体健康来说都是必不可少的。

事实上，“无用”DNA可以控制基因的表达，从微调单个基因到关闭整条染色体，都在它们的能力范围之内。尤其是当科学家开始探究各种遗传病的致病基因时，他们在这些基因组的“暗物质”中发现了重要的变异和调控机制，与许多棘手的遗传病有关，对“无用”DNA的重新认识给新药物和新疗法带来了灵感。

这是一本探索这个快速发展、争议激烈的领域的入门指南。

作者凭借她在科研领域和生物技术产业界的多年经验，清晰地介绍了“无用”DNA及其在各种生理过程中发挥的关键作用，包括且不仅限于遗传病、病毒感染、哺乳动物性别的决定和进化。这些低调的基因调控者如同潜伏在宇宙中的暗物质，无意中透过它的面纱一瞥就足以让我们惊叹不已，而这只是它所隐藏秘密的冰山一角。

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北大分子医学研究所所长、2019年科学探索奖得主 刘颖教授 作序

华大集团CEO、科普作家尹烨倾情推荐

作者为中文版新版特意撰写新序言，盘点近年来生命科学领域前沿进展

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对生命现象的理解一次又一次地挑战着我们的认知，探索一个新的研究领域，时常需要勇敢地面对来自经典理论和科学界同行的质疑。对“无用”DNA的研究也经历着这样的过程。我很欣喜地看到了这本书对这一新兴领域的翔实介绍。

——刘颖，北京大学未来技术学院副院长、分子医学研究所所长

存在即合理。在有钱德拉X射线望远镜之前，大部分人类是无法“看到”暗物质的。同理，在测序仪发明之前，特别是人类基因组解密之前，我们也不知道人类的遗传物质中竟然有超过97%的序列是非编码序列，它们一度被称为“无用序列”。而随着我们对基因组研究的不断深入，这些所谓的无用序列在生命的功能和调控中大放异彩。这个“吹尽黄沙始到金”的过程让我们明白了，基因这种生命的语言与人类的语言一样，名词固然重要，形容词、副词甚至标点符号同样不可或缺。

——尹烨，华大集团CEO、生物学博士，《生命密码》作者

引人入胜、信息量大、幽默风趣，会让很多读者感兴趣。

——莎伦·Y. R. 登特，美国艺术和科学院院士，得克萨斯大学安德森癌症中心教授

凯里非常清楚地阐述了两点：我们的理解是试探性的、不断发展的；染色体的功能远比任何人的假设都复杂。

——《出版人周刊》

这本书很幽默，记录也很详尽，它很好地为愿意花点功夫的外行读者解释了一个复杂的主题。

——《图书馆杂志》

该领域的首次面向大众的概述……（凯里）对“无用”DNA的历史及其对基础科学和应用科学的影响有着出色的理解。她有类比的天赋，能使复杂的生物化学知识图像化，达到非专业人士也能掌握的程度。

——《生物学评论季刊》