“当代达尔文”克雷格·文特从解码DNA到创造新生命的奇妙旅程

破解造物的秘密

来源:环球企业家  |  作者:王文静  |  阅读:

仅用了2个月,詹姆斯·沃森的全部基因就展现在了全人类面前—当然,除了与他老年痴呆症相关的那部分。

20084月,美国贝勒医学院和454生命科学公司所发表的这一研究成果,最令人兴奋的地方是,他们完成解读沃森—DNA双螺旋结构发现者之一—的基因组,只花了这么短的时间,并且只用掉了100万美元。

要知道,著名的人类基因组计划完成人类的基因组测序,前后用了13年,涉及18个国家和地区的上千名科学家,耗资4.37亿美元。而这一次,完成对具体某个人的基因组—也就是他体内的全部基因——的测序工作,只用了如此短的时间和如此低的成本,这意味着,未来,比如说6年后的今天,医疗机构完成你的基因组测序可能只需要花费1000美元,454公司前任总裁乔纳森·罗思伯格(Jonathan Rothberg)如是说。

61岁的克瑞格·文特(Craig Venter)在看到这条消息时,会不会气得发抖?

也许会吧。对于国际基因组学界来说,他们的每一个进步,就像是在文特的脸上狠狠掴了一掌。

事实上,文特,这个基因学界的浪荡公子、野心家和天才,才是世界上第一个完成了个人基因组测序的人——而这个标本,就是他自己。

文特与国际基因组学界之间的怨愆,早在1998年就结下了。当时他已经是第一个对有机体的基因完成测序的科学家,这原本是一个让人尊敬的成就,但他接下来渴望建立的功勋,在国际合作的人类基因组学界激起了咒恨。他想要带领一个商业公司完成人类基因组测序,然后将得到的人类基因组信息据为己有,并借此获利。

受到了文特“商业野心”的刺激,国际基因组学界加快了研究步伐,并通过将所有研究获得的基因组信息公开,成功打消了文特的梦想,最后导致塞莱拉公司的董事因为无法将基因组研究成果商业化,迁怒于文特坚持投入大量经费自己研发的态度,将其踢出公司。当初文特的塞莱拉公司投资3.3亿美元,外加从外界得到的累计1.25亿美元的资助来做人类基因图谱的绘制。

但,是不是可以说,如果不是这个基因学天才,人类基因组的研究也许不会那么快,那么开放?文特能够让国际基因学界气愤但又担心的一点,正是文特采用的测序技术比人类基因组计划所采用的方法更快。

事实上,20084月由贝勒医学院和454生命科学公司在《自然》杂志上高调刊发的成果,也是与文特竞争下的产物。文特在20079月份,就抢在“DNA之父”沃森的前面,成为人类历史上首个完成个人基因组测序的标本。外界猜测文特的这一项目花费了7000万至1亿美元。所以今天的科学家才自豪地宣布,他们“只用”了不到100万美元。

这个基因学天才,又一次被自己激发的竞争者所阻截。

一个人的战争

在克雷格·文特的桌子上,摆放着一个海报大小的细菌群落图片——像两个发着冷光的粒子——这是独一无二的图画。从小就成绩欠佳、“不务正业”的文特当过海军、经历过越南战争,最终还是被基因研究的光亮吸引。

已然61岁的文特有着同龄人该有的灰白相间的头发与胡须,也有着并非所有人都有的对基因的研究热情。2000年,当克林顿在白宫郑重宣布,“人类有史以来制作的最重要、最惊人的图谱”——人类基因组草图——完成时,他就站在克林顿的旁边,不过他的旁边还有自己的老对手、学界代表、美国国立卫生研究院院长弗朗西斯·柯林斯(Francis Collins)。但是,在塞莱拉公司内部,当由文特牵头开展的基因测序工作由于成本问题遭遇桎梏时,董事会还是毫不留情地为其投了反对票。2002年春,文特沮丧地离开塞莱拉。

当然,热情恐怕是最好的强心剂。对生命科学的热爱终于让文特宣布自己又有了新的理想——创造新生物,以此来寻找成本更低、效率更高的药品和化学品的生产方法。2005年,文特就成立了合成基因学公司(Synthetic Genomics Inc.)。他要制造能够从植物、二氧化碳和阳光中提取燃料的微生物,或者能够把煤资源转化成更易提取型燃料的微生物。这听上去颇显天马行空,但在能源领域,文特坚信其市场的广泛,他希望能为此多想出一些足以改变现状的办法。他甚至率领公司的研究人员远赴英属百慕大群岛附近的马尾藻海,就地取材,但凡能在马尾藻海生态系统中找到微生物,他们都要绘制出基因组序列图。在海洋中的微生物基因宝库中,他们可以任意抽取DNA,不必自己在实验室里培养,然后利用基因组定序这项工具,他们能够得到大量的新微生物。

2007年,文特如愿以偿,他将人工合成的染色体植入新的细菌细胞,成功地得到了新的支原体,并把其命名为“实验室合成支原体”(Mycoplasma laboratorium)——这是人类历史上第一个人造的有机体。他需要的是观察这微小的细菌是否可以活起来,可以移动、新陈代谢甚至繁殖。一旦最终取得成功,世界上就将产生一种新的生物。文特打算利用它做基体,构造出一组更大、更复杂的细菌,为的是能找到更优秀的药品和化学品的生产方法。

与此同时,文特和其他研究人员在能源研究方面取得了一系列重要发现,他们至少找到了1800个新物种,以及超过120万个新基因。其中782个基因的蛋白质产物对光敏感,可能蕴含微生物将阳光转化为能量的秘诀。此外还有约5000个新基因,它们有可能将化合物中的氢原子释放出来,而氢气正是人类急需的新型能源。

了解文特的人会说,他总是比别人更快一步,当他决定一件事情的时候,往往会有新的兴奋点引人注意,但文特“激进”到想要创造新生物的想法终于引来道德上的质疑,犹如当初人们担心克隆技术会复制到自己身上一样。

[---分页标志符---]

继续革命

相比于以前——也相比起文特的方法——贝勒医学院和454生命科学公司进行个人基因测序所使用的新技术,可以用大为减少的周期和资金完成个人基因组里30亿对碱基对的测序工作。

个人基因测序的主要目的就是要探寻基因中与疾病有关的部分,这种“防患于未然”的疾病预知功能为患者的康复带来了史无前例的高把握率,6000多种人类单基因遗传病和一批严重危害人类健康的多基因病(如恶性肿瘤、心血管疾病等)将有可能由此得到预防、诊断和治疗。因此,通过大规模、低成本、完全脱离人体的技术迅速进行个人基因组测序是具有里程碑意义的发展,这将使曾经几近零希望的将“个人基因组”与“个人化治疗”相结合的构想成为现实。

总部在北京的华大基因公司的一名科学家告诉《环球企业家》,在未来510年的时间里,人们在去医院时可能就要拿着自己的基因序列光盘就诊了,而那时候只要花1万元人民币就可以请相关机构做出这样完全个人化的基因序列光盘,这与454生命科学公司的1000美元不相上下。专门为“人类基因组计划”而于1999年成立的华大基因,2006年就开始了自己的“炎黄计划”,目的是要进行黄种人基因组测序工作。被测试者以匿名的身份参与测试,其结果“炎黄一号”在200710月产生, 是全球第一例中国人的标准基因组序列图谱,也是全球20亿黄种人的第一个个人基因序列图。

但对于文特来说,他又一次跑在了其他科学家前面。2007年,文特因为参与了海洋基因多样性研究而入选美国《时代》周刊全球最有影响力的100人。今年,他再次进入了这个名单,原因正是他创造了“实验室合成支原体”。《时代》周刊在今年5月份这期特刊上对他的评价是:“创新者总是分为两种,一种是产生了能改变世界的卓越创想,另一种则是能持续产生这类创想。61岁的J·克瑞格·文特证明了他正是后者。”

简而言之,文特的这一最新成果的意义在于,人类已从了解基因序列的阶段跃升至有能力编写基因的阶段。当然,这也意味着文特正在发明“生命体”,人类会否因此离“上帝”更近一步?人们也担心,文特造出了几乎可以制造任何东西的基本体,它可以制成新药,有益于人类,也可以制造生物武器,对人类生命构成巨大威胁。

“他应该为其大胆的思想、道德敏感性和创造力而获得嘉奖。”《时代》周刊这样写道。“科学家的生命就应该充满了想象力和乐趣——在文特身上,正是如此。”因此,我们可以去文特的世界里,在后面摘译的文特自传中,去发现他生命的想象力和乐趣的来源。我们认为,这也正是创新的要义。