DNA芯片，也叫做DNA微阵列，使科学家能够在同一时间内，同时监控来自给定组织的数以千计的基因表达的变化。细胞里的大多数生理过程是通过改变涉及这些过程的基因的表达水平来应对环境变化的。一些基因变得更为活跃，从而导致它们产生的蛋白质更多地转录和翻译，另一些基因则可能完全关闭。例如，当一个细胞从正常状态转化成恶性状态时，有许多基因的表达发生了变化，有时达到数百和数千个。DNA芯片可以在同一时间内检测哪些基因关闭和开放，关闭和开放到什么程度。这样科学家就不只是观察疾病过程中某一个基因在某一个时间的变化，而是能够立刻观察到全套基因所发生的变化。
1996年，斯蒂芬·弗尔多(Stephen Fodor)的昂飞公司(AffymetriX)，提出一种思想，把DNA撒播到玻璃片基上，就像把晶体管放置到硅片基上那样。包含数以百万计的同一种DNA片段的拷贝(来自一种特定的基因)的微滴，精确地排列到微晶里的玻璃网格上。数以千计的不同基因的DNA都可以注入各个网格。一种做法是从各样本组织提取信使RNA，然后把它们附着到荧光标记物上。标记分子溶液滴到玻璃网格的表面，与所附着的带有数以千计的人类基因的DNA分子发生反应(经由互补的碱基配对)。然后分析芯片上的每一个点，测定带荧光的DNA的浓度。点的荧光越多，相应基因的表达越高。一种典型的实验是，科学家分析病变细胞和正常细胞的基因活动(表达)的差异，用以确定参与疾病过程的基因。
今天，基因芯片主要用于研究，但它们很有希望用于提高疾病的诊断水平，如淋巴瘤的种类很多，难以区分。基因芯片也可以用于改进处方药物的剂量。罗氏公司的实验室开发的一种增扩芯片细胞色素P450检测，是第一个经美国食品与药品管理局批准使用于美国人群，以作诊断使用的生物芯片。这是一个DNA芯片，医生可以用来帮助确定诸如抗抑郁药物百忧解和盐酸帕罗西汀等的准确剂量。
遗传药理学
随着越来越多的患者个人的遗传信息被采用，给病人处方用药将不再是千篇一律的“一刀切”。取而代之的是用药将量身定制，基于患者的遗传信息选择药物的科学被称为遗传药理学。这个过程之所以重要，是因为大多数药物只对大约接受治疗的一半病人有效。例如，治疗乳腺癌的主要药物赫赛汀只对20%到30%的患者有效。这些患者的肿瘤对Her2蛋白呈高水平表达。但医生通常不能发现哪些病人适合使用，要到用药之后见到疗效才知道。同样，结肠癌治疗药物爱必妥(Erbitux)和帕尼单抗(Vectibix)对40%的患者无效，他们的肿瘤有一个特异性的基因突变。因为使用这些药物每月花费高达10000美元，在开始使用如此昂贵的药物之前，有必要从基因方面对病人做筛选。
遗传药理学也开始对广泛使用的抗抑郁剂如百忧解和帕罗西汀等的处方发挥指导作用。肝脏里的细胞色素P450(CYP450)酶参与对这些药物的代谢。基因对合成这些酶进行编码，这些基因的变异就可影响这些药物分解的快慢。有些人代谢缓慢，潜在地导致这些药物在体内蓄积达到中毒水平；有些人则药物代谢过快，以至于不能达到预期效果。弄清楚患者属于这些酶的哪几种变异，就有助于医生处方抗抑郁药的适当剂量。服用华法林(双香豆素)来防止血液凝结成块的病人也将大大受益于基因检测，因为有两种特异的基因标记物可以帮助医生确定使用这种药物的适当剂量。这将大大改进对病人的护理，因为每年都有数以千计的病人因为大剂量使用这种药物而内出血，或者又因为剂量过小造成血液凝结而住院。
克隆
克隆是创造基因、细胞或整个有机体的多个拷贝的过程。最常见的一类克隆，是利用重组DNA(rDNA)技术产生靶基因的多个副本。感兴趣的基因可以驻留在任何活的生物中，从病毒到人体细胞。细菌、酵母或哺乳动物细胞可以作为小型生物加工厂，大量生产出靶基因的多份拷贝。
第一代克隆专注于制造天然蛋白质的替代物，如胰岛素。从动物提取和净化费用昂贵。从人类的尸体中获得某些治疗用蛋白质会涉及安全问题。这就使得在细菌里进行克隆非常有吸引力。例如，在20世纪80年代，科学家发现，用于治疗侏儒症的人体生长激素，受到了疯牛病(CJD)感染性因子的污染。疯牛病是一种致命性神经疾病。有大约30个人用了来源于尸体的人体生长激素，结果死于疯牛病，并且这些病人是在不知不觉中受到感染的。在细菌里生产蛋白质就可以避免把危险病毒或其他供体组织的其他因子感染给毫无戒备的病人的风险。
第二代克隆分子专注于治疗癌症、免疫性疾病和感染性疾病。这些分子不仅包括激素，还有生长因子、酶和细胞因子(免疫系统细胞分泌的蛋白质，能改变其他免疫细胞的行为)。这些分子现在也已被成功地在细菌、酵母和哺乳动物的细胞里进行克隆。附录B“克隆基因”解释了一个典型的克隆实验是怎样进行的。P47-50
“这是一部优秀、有用而又及时的著作。本书作者对生物医学进行了深入考察，排除了许多人怀有的担忧。本书对于想要了解生物科学已有的发展和未来的前景的外行人，以及其他领域的科学家，都是一部必备读物。”
——汉斯·范默(Hans Vemer)博士，先灵葆雅公司；先灵葆雅欧加农国际公司前总裁
“这本书需要写。金融家、高管和政策顾问将从中获益良多。因为本书广泛展示了生物科技在令人眼花缭乱的各个领域里取得的最重要的进展。本书既有对于先进技术的深刻洞察，又有对于技术发展的极端不确定性的管理导向，两者结合，使本书真正独树一帜。”
——唐纳德·卡尔夫(Donald Kalff)博士，生物科技企业家和风险投资家；荷兰皇家航空公司执行委员会前成员
“作者视野开阔，展示出生物科学在当前与未来的突破性成果。读者可以从本书获得多方面的益处，而无论其身处商界、教育、政府，还是居家。”
——乔治·S.戴(George S.Day)教授，宾夕法尼亚大学沃顿商学院
“诚如20世纪属于物理学，21世纪属于生物医学科学。在诸如遗传学、神经科学、干细胞生物学、人工器官和再生医学等领域里，新知识井喷而出，对提高我们的生活水准、创造新的商机以及控制多种疾病，前景都是十分诱人。但同时，这些新进展也对我们思考诸多社会的、伦理的和经济的问题发起了重大挑战。舒梅克伉俪令人难以置信地为我们提供了一部有用的书，激发我们思考这些问题，阐明以后二十年里可能并应该发生些什么。展望未来，令人激动；面对挑战；如何应对?本书就是一部再好不过的指南。”
——阿瑟·L.卡普兰(Arthur L.Caplan)教授，宾夕法尼亚大学生物伦理学中心主任，哈特教授
“生物科学的发展是一个全球性的现象。新加坡看好它，建立了生物科技园区，把它看作是下一波增长的引擎。本书提供了一份指向下一波主要生物医学创新的资料丰富的路线图。”
——马文·Ng(Marvin Ng)，新加坡DN风险投资伙伴公司
“精妙绝伦又全面，而且非科学家仍看得懂。真希望我们在通用电气公司研究某些医疗保健领域的创新机会时我就能读到这本书，这本书本来可以为我们的团队提供非常好的基础。”
——帕提亚·麦克格拉斯(Patia McGrath)，通用电气公司创新和战略联盟、公司营销部全球总监
本书将把读者带上一段通向虚拟的未来旅程，去想象生物科学取得突破和信息技术进展这两者融合在一起所取得的成果。我们已经看到，由于实现了用药个体化、远程诊断、生物传感、组织工程以及能够精确显示疾病过程的影像技术，这样的融合具有延长人类寿命预期的作用。然而这些还是早期的成果。保罗(Paul)和乔伊丝·舒梅克(Joyce Schoemaker)所提供的才是辉煌壮丽的景象，是当前和未来发展的突破性的成果。
每一种可以想象得到的可能性，都会深刻地牵涉到个人(我的生活质量会变得怎样？)、社会(家庭关系会有怎样的变化？)、监管与伦理(由谁决定什么是应该鼓励的？)、经济(社会能承受人口迅速老龄化吗？)和商业(所创造的经济价值归谁？)。紧随颠覆性技术浪潮的，既有赢家，也有输家，泾渭分明。唯其这样，我们期望人人及其家人都是真正的受惠者。
生物科学革命的道路处处荆棘丛生。伦理上左右两难，实验上一再失败，公众不耐烦，还经常发生预算危机。但是，未知的科学突破也伴而随之。我们不知道这些不确定的事情在接下来的10到15年里会是怎么样，但大致的范围还是可以捕捉到，这在本书第七章“未来的迷茫”中将有所介绍。
我涉足这一领域还是在我担任沃顿商学院麦克技术创新中心联合执行官的那段时间。当时，保罗是研究部主任。2005年，麦克中心发起关于“生物科学的未来”的原创性情景研究。这是我们最为成功的倡议之一：论者对于生物科学中一些新兴技术的作用各怀见解，辩论不断，而我们领袖群伦，满腹经纶。这是因为我们曾做了长达10年的调研，探讨管理跨越多种行业的新兴技术所需接受的种种挑战。还在2003年时，我们就已得出结论：我们从那次广泛的调研中得到的认识，还需要在各专门行业里接受更深入的检验。我们选择了生物科学。这是一个复杂的领域，开发过程需要长达数年，成功在很大程度上受监管机构的影响，各种常见的创新风险比别的领域更大。利用我们和业界领袖深厚宽广的关系，沃顿中心发起了“生物科学十字路口”的倡议，呼吁更深地潜入这个重要而又富有活力的领域。
保罗和乔伊丝是麦克中心这段始于15年前的知识之旅的有机组成部分。我感觉我有特别的优先权来撰写这个前言，以表达我对于他们的感激之情，我对于我从他们身上学到的所有一切的感激之情。这段旅程最好的部分在于：这是永远没有结束的旅程。永远会出现深入的问题和令人兴奋的新的可能性，我们还会从中得出重要的教训。本书检视我们现在对于生物科学的复杂性和活力的认识，同时也强调一步接一步的研究和发现的重要过程。读者可以从这本书获得多方面的益处，而无论其身处商界、教育界、政府还是居家。
——乔治·戴.布伊斯教授，宾夕法尼亚大学沃顿商学院市场营销学教授
《探索生命的奥秘--轻松活过100岁》试图弄清楚，从现在起到2025年的期间内，哪些因素会特别影响到促进人类健康的新兴生命科学技术的商业潜力。之所以选择这个时间框架，是因为它足够长，可以揭示重大的变化，又足够短，与我们自己和我们的孩子的生活都相关。
《探索生命的奥秘--轻松活过100岁》讨论三个关键问题。首先，未来生物医学还要等多长时间才可能在治疗诸如艾滋病和疟疾、心血管疾病和癌症等公共健康问题上取得突破？第二，这些新的疗法和技术可能会引起什么样的伦理和社会问题或障碍？第三，在多大程度上我们能承担得起各种新的生物科学的解决方案，又将怎样支付代价？每个问题的回答都取决于对另两个问题的回答，所以这些问题缠成一体，非常复杂和不确定。本书由保罗(Paul)和乔伊丝·舒梅克(Joyce Schoemaker)著。
《探索生命的奥秘--轻松活过100岁》将把读者带上一段通向虚拟的未来旅程，去想象生物科学取得突破和信息技术进展这两者融合在一起所取得的成果。我们已经看到，由于实现了用药个体化、远程诊断、生物传感、组织工程以及能够精确显示疾病过程的影像技术，这样的融合具有延长人类寿命预期的作用。然而这些还是早期的成果。保罗(Paul)和乔伊丝·舒梅克(Joyce Schoemaker)所提供的才是辉煌壮丽的景象，是当前和未来发展的突破性的成果。
