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圖書名稱：生命之舞：頂尖發育生物學家論對稱性、細胞，以及單一細胞如何變成一個人

人類生殖和胚胎研究的前瞻檢驗，她的研究對胚胎學和發育生物學影響深遠
2023年小川－山中幹細胞獎得主力作

人類在成人時期大約擁有幾十兆個細胞，每個細胞的直徑約為0.01公釐。如果每個細胞都像人這麼大，那麼一個成人的身體從頭到腳量起來就會有幾百公里那麼高。從受精卵這個可以說是最重要的單一細胞的角度來看，促成這個龐大且錯綜複雜細胞群的編舞實為驚人。所有這些不具思考能力的細胞是如何協調行動以創造出具有知覺的人類呢？

長期以來，科學家們一直在努力讓懷孕更容易、更安全、更成功。在《生命之舞》中，發育和幹細胞生物學家瑪格達萊娜．澤尼克－格茨將我們帶到了理解人類生命創造的前線。她花了 20 年時間解開發育的奧秘，從一顆簡單的受精卵變成一個擁有 40 兆個細胞的複雜人類。

澤尼克－格茨的研究工作既實用又驚人：她對小鼠、人類和人造胚胎模型的開創性實驗為更多女性如何維持懷孕帶來了希望。《生命之舞》處理科學最強大的力量和人類最關心問題的交點，對未來生育能力和生命本身的描繪極具啟發性。

【好評推薦】（依姓氏筆畫序）
國立臺灣大學生命科學系教授　丁照棣
央廣〈名偵探科普男〉節目主持人　冬陽
國立清華大學生命科學院分子與細胞生物研究所副教授　黃貞祥
國立臺灣大學通識教育組兼任副教授曹順成
中央研究院細胞與個體生物學研究所研究員　蘇怡璇

【各界好評】
《生命之舞》是一個科學家自述的研究歷程，難能可貴的是她時時以簡單的比喻解釋複雜的胚胎發育現象或機制，發育並不是一個容易解釋的生命現象，作者深入淺出的手法值得致敬。──國立臺灣大學生命科學系教授　丁照棣

《生命之舞》是當今活躍於發育生物學第一線、頂尖研究者瑪格達萊娜．澤尼克－格茨的科學回憶錄，她從年輕至今的探索歷程就是對非專業人士的最好引導……──央廣〈名偵探科普男〉節目主持人　冬陽

閱讀《生命之舞》一書時，每一個章節都觸動我在研究路上的點點滴滴。我和作者最大的共同點就是「日常生活研究、研究日常生活」。我們只要多花一點心思觀察生活周遭，便能啟動靈感，處處是科學。──國立臺灣大學通識教育組兼任副教授曹順成

《生命之舞》以淺顯易懂的語言解釋了人類從一個單細胞發展到一個完整生物體的過程，並為我們展示了這一過程中的科學奧秘。
澤尼克－格茨是一位優異的發育生物學家，也是一位母親，在書中融合了自己的科學研究經歷和私人生活包括婚姻和育兒經驗，讓本書既具有科學深度，又充滿了人文情感。──國立清華大學分子與細胞生物研究所副教授　黃貞祥

藉由《生命之舞》，讀者得以透過她（澤尼克－格茨）的視角，一起理解研究人類胚胎發育的挑戰與成果。科技持續進展，科學家的故事也仍在進行中。閱讀此書可讓幾十兆個細胞建構出的你，窺見自己生命源起的神秘過程。──中央研究院細胞與個體生物學研究所研究員　蘇怡璇

「這本關於人類發育、科學、生命、愛與母性的卓越著作，不但感人且極具見解。輕鬆寫意地交織融合了振奮人心的科學與感人的個人故事。」──英國皇家生物學會院士愛麗絲．羅伯茨教授（Professor Alice Roberts）

「這是瑪格達萊娜．澤尼克－格茨發自內心所撰寫的一本回憶錄。它美好地重現了在追求科學真理過程中因勝敗得失所帶來的起起伏伏。這個引人入勝的故事，充滿了這位有天賦的女性科學家在斟酌個人抱負與科學志向之界線所面臨的挑戰，而她對此也駕馭良好。」──哥倫比亞大學遺傳學與發育學退休名譽教授維吉尼亞．帕帕約安努（Virginia E. Papaioannou）

「性交後產生的那個不起眼的小點是如何變成一個漂亮的孩子，這長期以來都是人們極感興趣的問題。海菲爾德與澤尼克-格茨以充滿科學見解、人性情感與深層反思的愉悅文句，來闡明這個顯而易見的奇蹟。」──科斯達傳記獎（Costa Prize）得主（得獎作品《最奇怪的人》［The Strangest Man］）及史蒂芬．霍金官方傳記作者葛拉漢．法梅洛（Graham Farmelo）

「本書是對於科學人生的一份詳實且觸動人心的描繪。書中文句精采，並提醒我們科學家也是人，他們的人性對自身研究的方方面面皆有影響。」──暢銷書《劣種》（Inferior）與《高級人種》（Superior）作者安琪拉．賽尼（Angela Saini）

「在所有生物科學中，發育生物學可能是最複雜的一門，然而瑪格達萊娜．澤尼克－格茨在本書中竟能讓它變得淺顯易懂。這位出色的研究者在這個領域中的發現，確確實實改寫了教科書的內容，對於人類如何從兩個細胞的結合中成形，她提供了豐富且詳實的研究。在男性主導的胚胎學與發育生物學領域中，身為女性的澤尼克－格茨從容地引領著讀者循著她的心路歷程，去了解細胞在建構人類胚胎時所舞動的極複雜生命之舞。」──《有教養的父母》（The Informed Parent）共同作者艾蜜莉．威靈漢（Emily Willingham）

「一個受精卵如何知道要以什麼樣方式發育成幾十兆個不同的細胞，再形成一個人呢？本書帶給讀者的不只是答案，它還是一本極佳的故事書。讓澤尼克－格茨透過海菲爾德的筆觸帶領著我們進入她的人生，一場交織了個人在前瞻研究發現上的愉悅旅程以及二十一世紀生物學活躍領域的科學人生。」──獲頒大英帝國官佐勳章且屢獲科學傳播獎項的電視廣播主持人吉姆．艾爾－卡利里教授（Professor Jim Al-Khalili）

「單一細胞如何成長為一個完整的人，一直以來都是生命的極大奧秘之一。本書良好闡述了這個驚人且複雜的過程，並且融入了澤尼克－格茨的專業研究觀點與引人入勝的清楚描述，這也是海菲爾德科學著作向來的品質保證。」──諾貝爾化學獎得主、皇家學會會長文卡．拉馬克里希南（Venki Ramakrishnan）

「《生命之舞》一書中有部分內容是回憶錄，還有部分談到作者在了解生命創造上的使命。其對於『細胞分裂以孕育出人類生命』這個最偉大的微觀科學奧秘之一，進行了公正且引人入勝的努力探索。」──BBC廣播主持人薩米拉．艾哈邁德（Samira Ahmed）

「少有書籍能像本書一樣掌握住快速發展科學中的這樣一個複雜領域，並將其轉變成為一篇動人的故事。能以如此貼近個人生活的角度來描述科學發現實屬難得。」──BBC廣播主持人伊凡．戴維斯（Evan Davis）

「相當富有啟發性……澤尼克－格茨與海菲爾德詳實且專業的回憶錄，深深打動了讀者。」──《出版者周刊》（Publishers Weekly）

「一場貫穿胚胎研究學者世界的深度之旅……這個故事充滿回憶氛圍，特別是當澤尼克－格茨提到她的人生插曲時。但她從未偏離科學這個主題……內容豐富且耐人尋味。」──《克科斯書評》（Kirkus）

作者簡介：

瑪格達萊娜．澤尼克－格茨 Magdalena Zernicka-Goetz 是劍橋大學哺乳動物發育和幹細胞生物學教授，她在劍橋大學生理學、發育和神經科學系主持一個實驗室。她也是加州理工學院生物學與生物工程教授，她於2019年在此建立了她的實驗室。她還是 Sidney Sussex College 的研究員和 Wellcome Trust 的高級研究員。擁有多項診療相關專利，在Nature、Science、Cell等主要期刊發表論文117篇。2023年小川－山中幹細胞獎得主（2023 Ogawa-Yamanaka Stem Cell Prize）。她的住所位於英國劍橋和加州洛杉磯。

羅傑．海菲爾德 Roger Highfield 科學博物館集團的作家、記者、廣播員和科學部主任。他也是牛津大學和倫敦大學學院的公眾參與客座教授。在科學博物館集團工作之前，他是《新科學家》雜誌的編輯和《每日電訊報》的科學編輯。他撰寫或與人合著了 8 部科普書籍，並編輯了 J. Craig Venter 的自傳《A Life Decoded》（Allen Lane/Viking，2007 年），該書入圍英國皇家學會科學圖書獎。他住在英國倫敦。

譯者簡介：

蕭秀姍
國立成功大學物理治療系學士、醫學工程研究所碩士，比利時魯汶大學醫療影像處理碩士、家庭與兩性關係碩士。旅居歐美超過十年，目前回台定居。身兼全職媽媽與半職譯者，以照顧家庭為主業、翻譯書籍為調劑，在文字與生活之中尋找平衡。擅長科普、心理、醫藥理工與食材料理等翻譯。譯作有：《擁有自我的心智》、《事物的奇怪順序》、《都是荷爾蒙惹的禍》、《帕夫洛夫的狗與薛丁格的貓》、《大腦有問題？！：大腦瑕疵如何影響你我的生活》、《改變自己大腦的女人：從多重學習障礙到創辦學校的國際教育家》、《天天在家玩科學》、《風味聖經》與《風味事典》等等。譯作《重力簡史》榮獲吳大猷第十屆科普著作翻譯類佳作獎。

章節試閱

第一章白袍
我接到電話時，正站在自己位於劍橋大學辦公室的書桌前，看著唐寧學院（Downing College）的花園。當我受困於看似無法解決的問題時，我就會望向對街的唐寧學院，那裡有廣闊開放的草地與樹林，松鼠在枝頭間跳躍，還有騎著自行車趕下一堂課的學生會從我窗戶下方經過。這樣沉澱一兩分鐘，可以讓我的思緒變得更為清晰，有時還會想出解決辦法。此時正是春夏轉換之際，樹葉與穿透葉間的陽光以綠色與金色綴滿了整棵樹。我穿著無袖的棉製印度白袍，這是一件我從學生時代就有的衣服。我對此印象鮮明，因為當我穿著這件衣服時，沒有人會注意到我懷孕了。我那時也還不想讓別人知道。
電話中的聲音語帶關心。她問我是不是單獨一個人，並請我坐下來。
她解釋說，我的妊娠檢測顯示採樣的細胞中有四分之一出現基因異常。醫生發現2 號染色體，也就是人體細胞中第二大的DNA群，出現了三條而不是正常的兩條。雖然這個檢測採樣的是我胎盤中的細胞，但也代表我的胎兒可能出現異常。電話那頭的聲音表示，我必須回到醫院討論接下來該怎麼做。
我那時並未料想到我的人生與工作將會綁在一起。這段經歷對我的個人與專業生涯皆造成影響。它將改變我的研究方向，引導我接續好幾年所進行的實驗。就連我在寫下這段文字的當下，我團隊正進行的研究也有一部分受到這天衝擊的影響。
在接到電話那時，我已經研究過許多跟正在我體內發育一樣的胚胎，我對它們瞭若指掌。身為科學家，我花費了數十年的時間試著去了解生命的開始與本質，以及生命出現問題時會發生的情況。
我對於個別胚胎細胞從誕生那一刻起的旅程一直深感興趣，想要去了解它們的行為，從它們個別的行為方式到它們互助合作的方式，還有最重要的是，它們的最終命運是怎麼決定的。我還想要找出它們行為與命運的基礎，甚至是從細微的分子差異開始進行。這份差異就是所謂的偏好，其會促進細胞建立或改變發育的方向。
我在成長過程中，對心智如何運作、心智的決策能力與學習能力的可塑性感到興趣。所以我原本打算要攻讀醫學或心理學。但今日，我則是從發育與幹細胞生物學家的角度來看待決策與可塑性。從胚胎到成人的這條漫長路程上，細胞如何進行決策？細胞沒有心智，但它們卻可以做出選擇，而且常常是複雜的選擇，這些選擇不是永遠不變的，有些還可以反轉。
即使我對於胚胎學的許多細節都很熟悉，我接到那通電話所受的衝擊跟任何準媽媽一樣，那是件讓人無法輕易面對的消息，真的難以面對。不過⋯⋯我還是抱持著希望，因為我知道胚胎擁有驚人的可塑性，讓它們可以在發育中因應環境，就像我們會因應與適應環境的變化一樣。我在自己的科學生涯中研究這份可塑性，但現在這份可塑性也意外地與我私人事務有所牽連。

我的檢測
接到電話的那一天，跟我在實驗室的平常日子沒什麼兩樣，也是忙碌於許多同時進行的研究計畫。不過從那天起，檢測結果一直縈繞在我心頭，因為我在想這確切代表什麼意思。
我在這裡要特別強調，醫師都會提供諮詢，解釋他們對於檢測結果所做的解讀都有不確定性。身為研究胚胎多年的發育生物學家，我可以評估出造成這個基因異常的幾個不同途徑。無論我自己是否有意識到，我都嘗試著要詳細列出我腹中胎兒的發育情況，以更為了解檢測結果，也幫助我保持心態平衡。在一開始胚胎具有少量且能快速分裂的細胞那時，胚胎是很有彈性的。舉例來說，我們若移除其中一個細胞，剩下的細胞通常還是會繼續成長，發育成一個完整的個體。當我首次來到劍橋進行博士後研究時，我所進行的就是小鼠胚胎的實驗。我想要揭開這份可塑性的限制以及它的運作方式。由於所有哺乳類在生命早期的發育過程都相當類似，所以我們通常預期同樣的結果也適用在人類胚胎上。
胎兒與胚盤起初是一體的，和生命初期時一樣，最初的細胞可以成長為胎兒本身或是支撐胎兒發育的組織。隨著胚胎成長為一球細胞群，只有球體內部的一小群細胞會持續形成胚胎本體，再長成胎兒。在此同時，外層細胞會持續深入子宮壁，形成胎盤。
檢測所採樣的細胞來自胎盤，胎盤將我與未出生的胎兒連結在一起，所以這個異常有可能只出現在胎盤細胞中，並且是在這些細胞與將變成胎兒的那些細胞分離之後才產生的。這會是最讓人開心的結果，因為這代表我的孩子有極高機率會是正常的。當然，我當時並不能確定。
另一方面，異常有可能發生在細胞分離形成胎盤與胎兒之前，在這樣的情況下，胎兒就有異常的風險了。我當時認為第二種可能性的機率似乎比較大：檢測顯示許多胎盤細胞都出現同樣的異常，這似乎表示在發育的極早期可能就已經出了差錯。情況並不樂觀。
不過⋯⋯我一直認為情況不是那麼絕望。異常必定發生在發育的過程當中，而不是在未受精的卵子中。我會這樣推論是因為許多細胞都擁有正常的染色體數目。發生在卵子形成時的異常，會讓胚胎中的所有細胞都具有異常的染色體數目。這很嚴重，會造成早期流產。
不過這裡還有一個因素要考慮。我從許多同事與自己實驗室的研究得知，小鼠胚胎具有在創傷後重新調整的能力，人類胚胎應該也是這樣。實際上，是我們塑造出了自己。我們會自我引導自身的發育。當我想到我腹中胚胎的命運時，我希望即使這個異常來自發育的非常早期，它還是能夠自我導正，去終結或消滅這些基因異常的細胞。這很驚人，但胚胎發育本來就很驚人。這就是我的研究出現新方向的那一天。我決定在實驗室中驗證我的想法。
後續的重點是有關胚胎生命、我個人生活與工作在這方面的故事，這些都是由我的想法、質疑與選擇所架構而出。這故事關乎我對自身胎兒與許多顯然「不完美」人類胚胎的命運，也關乎其他面對同樣困境的父母如何驅動我去研究這個有關胚胎發育的特殊謎團，雖然在這一路上總是有其他的問題需要處理與解決。
這個故事有關於我的決定，也有關於我為了更深入了解某些事件所進行的研究，這些事件開啟了一個承受這些選擇的生命。這個故事描述了我為自身科學發聲的歷程，以及我深入探討生命如何開始與演化的方式。這個故事也有關於強烈情緒的處理，不只是我的情緒，還有我親近之人的感受。
在我的研究生涯中，我周遭圍繞著許多才華洋溢的人們，我也很重視他們的科學知識。但當我在劍橋建立我的胚胎與幹細胞研究團隊時，我同樣看重的是去創造一個環境，讓這些生物學家可以擁有強大的共同價值觀與友誼、解決問題的熱情與奉獻，以及享受日常簡單事物的能力。
我們的數個研究結果挑戰了當時盛行的教條，那時認為打破哺乳類胚胎對稱性的根源發生在發育相對晚期。我不是太勇敢就是太莽撞，因為我當時還是堅持繼續追尋這些不受青睞的發現與概念。但跟其他所有人一樣，我對此並不是沒有懷疑。在我的科學與個人生涯中，我在各方面所面對的失敗多過成功。這讓我陷入艱難處境，但也開啟了通往意外發現的道路。
新穎的想法會成為事業與聲譽的基礎。但是去對抗現有思維一向不會太順利，而且由女性來進行這項挑戰可能又難上加難。我相信科學的進展取決於創新，以及質疑公認知識的大無畏態度與先見之明，但你要有證據可以證明這項公認知識是錯誤的，而且你對此不只要經過深思熟慮，也要以謙卑的態度來面對。若有更多女性投入，那麼這就會蓬勃發展了。
我的故事就是一個不放棄自我夢想與發現的例子，哪怕這些未必見容於當下，我緊緊抓住希望，也享受著追求深入了解的過程。雖然我的研究團隊與全球數百位生物學家都很盡心努力，但我們若想要了解人類生命的完整故事，就還有許多的謎團等待我們去解答。
不過在新興科技、精巧的實驗設計、才華洋溢的同儕與同事（無論男女）以及優秀學生（他們認真看待科學，也從中找到樂趣）的協助下，我們至少可以勾勒出生命之舞的基礎。我將揭露的生命之舞既錯綜複雜又出人意表，但它確實也非常壯觀。

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推薦序

〈審定序〉發育生物學家的日常生活研究
國立臺灣大學通識教育組兼任副教授　曹順成

生命現象和生物多樣性一直以來都是生物學中最奧妙的兩個問題。生物都是從一個受精卵開始分化，經過一系列非常細微、複雜的變化，最後發育成為有代謝、會生長、能運動、可感應和具有生殖能力的一個完整的新個體。再經過三十多億年的演化之後，形成現在我們所看到的地球上各式各樣的生物。地球上為什麼有這麼多種的生物？同一個生物體為什麼有不同的器官？這些器官是何時、如何產生的？各種器官形成的時間有早有晚，通過器官發生階段，各種器官經過形態...

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前言：源起
我的科學／創造的邊緣
第1章　白袍
我的檢測
第2章　機會與命運
機會與命運／可塑性／牛津大學的複製研究／人類不一樣嗎？／細胞上色
第3章　細胞上色
極體／困難的選擇／著床後的首次嘗試／胚胎...

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