癌发生的一个通用理论框架逐渐清晰起来。癌细胞是破损、失常的机器。致癌基因是卡住的油门，而失活的癌症抑制基因则是失灵的刹车 ④ 。

人体细胞由 46 条染色体配成 23 对，每一对分别来自父母双方。

她驾轻就熟的染色体染色技术，既是一门科学也是一门艺术。它同时也是一种过时的艺术，就像在数码印刷时代描绘蛋彩画一样。

化学物质导致 DNA 突变引起癌症，是因为它们改变了细胞的原癌基因。这个理论澄清了为什么在吸烟者和非吸烟者中可能出现相同类型的癌症，只是发生的比率不同：吸烟者和非吸烟者细胞里都有相同的原癌基因，但吸烟者得癌症的比率更高，是因为烟草中的致癌物提高了这些基因的突变率。

特明和巴尔的摩在各自的论文中，提出了关于逆转录病毒生命周期的新理论。他们推测，逆转录病毒的基因在细胞外以 RNA 的形式存在，当这些 RNA 病毒侵染细胞时，它们用自己的基因制造出 DNA 副本，整合到细胞的基因中。这种 DNA 拷贝被称为“前病毒”，转录成新的 RNA 副本，这样病毒就像凤凰涅槃一样重生，形成新的病毒。病毒因此不断地改变状态（从 RNA 到 DNA 再到 RNA ），在细胞的基因组内循环往复，无休无止。

生物化学家亚瑟 · 科恩伯格（ Arthur Kornberg ）曾经开玩笑说，现代生物学早期的研究方式就像寓言故事里那个在路灯下疯狂寻找钥匙的人，路人问他是不是掉在这个地方了，他回答说其实是丢在家里了。但他却一直在路灯下寻找，因为“这里的灯光最明亮”。在现代生物学的黎明前，科学家很难在生物体上做实验，操作的结果也难以预测，因此对实验对象的选择极其有限。实验只能在最简单的目标生物上进行：果蝇、海胆、细菌、黏液菌，因为那里的“灯光”是最明亮的。

1.生长信号的自给自足:由于致癌基因,例如ras或myc的活化,导致癌细胞获得了自主增殖的能力。
2.对抑制生长(抗增长)信号的不敏感性:癌细胞可以使肿瘤抑制基因失活,如成视网膜细胞瘤(Rb),通常能抑制生长
3.逃避细胞程序性死亡(细胞凋亡):癌细胞能抑制和灭活引起细胞正常死亡的基因和通路。
4.无限的复制潜力:癌细胞能激活特异性的基因通路,使它们代代增长永远不死。
5.持续的血管新生:癌细胞通过肿瘤血管新生获得了从血液和血管里自给自足的能力。
6.组织浸润和转移:癌细胞具有转移到其他器官、侵入其他组织弁占据这些器官的能力,因此它们可以蔓延到身体各处。

在路易斯·卡罗尔的诗里,猎人们最终捕获了虚伪狡诈的蛇鲨,但它却不是外来的野兽,而是一位被派出抓蛇鲨的猎人。这和癌症如出一辙,癌基因来自于人类自身的基因组。希腊人使用“onkos”形容肿瘤的确有先见之明。癌症天生就“搭载”在我们的基因组中,等待着被激活。而我们注定在基因里携带着这种致命的负担,这就是我们自己遗传的“ onkos”。

孟德尔发现基因可以代代相传;摩根证明这是通过染色体传递的。1926年,纽约洛克菲勒大学的细菌学家奥斯瓦尔德·艾弗里发现在某些细菌中,基因可以在两个生物体间互相传递,从一个细菌到它的临近细菌。即使死了,无生物活性的细菌变成一团化学物质也仍然可以把基因信息传递给活着的细菌。这意味着无生物活性的化学物质负责运送基因。艾弗里把细菌加热灭活,提取其化学成分,通过测试每一种化学成分,了解其转移基因的能力。他和同事在1944年公布了结果:运送基因的是一种化学物质,即“脱氧核糖核酸”(或称DNA)。这种物质先前被科学家所忽视,被当作是一种没有实际作用的细胞填充物,曾被生物学家马克斯·德尔布吕克轻蔑地称为“愚蠢的分子”,竟然成为细胞间遗传信息的核心传输者,是化学界所有分子中最不愚蠢的一种。

摩尔根发现一种偶然出现的罕见性状,如白色的眼睛在本质上决定着果蝇的性别:白眼只存在于雄蝇中。但摩尔根知道,“雄性”这种性别的遗传和染色体相关,所以其基因必定是载于染色体中,一种30年前弗莱明鉴定出的丝状结构。的确,弗莱明最初对染色体性质的大量观察在摩根看来有了意义。在细胞分裂时,染色体被复制,同时基因也被复制,并被传递给下一个细胞,再从一个生物体传至下一个生物。染色体异常造成了海胆在生长和发育过程中的异常,因此异常的基因肯定是功能紊乱的原因。1915年,摩尔根推动孟德尔遗传理论达成了一个关键性进展:基因存在于染色体上。在细胞分裂过程中,基因通过染色体的传递实现向子细胞的转移。

像大多数动物王国的卵一样,海胆卵是严格的一雌一雄单配的,一旦单个精子进入卵细胞,卵细胞就会立即形成一个屏暲阻挡其他精子的进入。受精完成后,受精卵分裂成两个,然后变成四个,每次分离时,进行染色体复制,并把它们平均地分配到两个子细胞中去。为了破解这种自然的染色体分离,鲍维里设计了一个极不平常的实验阻止海胆的卵子只与一个精子结合。他用化学物质剥去卵子外层的膜,以此强行促使两个精子受精。
鲍维里发现,这种多重受精促成了染色体的混乱。两个精子授精一个卵子,导致每个染色体变为三个,这个数目不可能被平均地分开。海胆受精卵不能在子细胞中恰当地分配染色体数目,于是陷入了疯狂的内部混乱。有非常少的细胞得到正确的36条海胆染色体组合而正常生长,那些染色体组合错误的细胞不能生长或者停止发育,然后出现混乱直至死亡。鲍维里得出结论,染色体肯定带有使细胞正常发育和生长的至关重要的信息。