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解读人造生命的误区

http://www.sina.com.cn  2010年06月21日15:03  《环球》杂志

  文特尔,一个“另类”开创的模式与事业

  兼具科学家和“老板”身份的文特尔就像肩负某种神秘使命的信使,毫不顾及普通人和科学同行异样的目光,旁若无人于他带来的巨大争议,不知疲倦地向着某个目标一直突进,正如这位越战老兵自己所说“在越南战场,生命是如此廉价……从那以后,我总觉得时间不够用。”

  《环球》杂志驻华盛顿记者/任海军

  从战场到实验场

  1946年10月14日,文特尔出生于美国犹他州,在加利福尼亚州长大。1967年文特尔应征入伍,随后被派往越南战场。越南战争改变了美国在冷战期间的战略态势,也改变了文特尔的一生。越战期间,文特尔意识到了生命的重要性及光阴的宝贵。回到美国后,他走上了科学道路。

  1986年,文特尔在英国《自然》杂志上看到一篇论文,这篇论文描述了一种能够自动为基因解码的机器。他飞到加利福尼亚,拜访了机器发明者之一的迈克尔·洪卡皮莱尔。几个月后,他在美国国家卫生研究院建起了第一台自动基因测序仪。

  那时的文特尔已经从加州大学圣地亚哥分校获得了生理学及药理学哲学博士学位,并且在上世纪80年代初分子生物学刚刚兴起后,来到了国家卫生研究院研究细胞表面受体。促成文特尔去寻找这种机器的动力是,当时正值生物学领域分子革命的前夕,基因则是这场革命的关键,但发现基因是一件漫长而令人痛苦的工作,科学家们通常要花费数年时间为一个基因定位并解码。

  利用这台仪器,在一年以内,文特尔就在一个基因组的一个区域解开了10万个碱基的编码——这已经很快了,但他仍不满足。随后,他意识到,当生物化学领域那些最伟大的头脑还没弄清如何确定基因的位置时,细胞却始终在做这件事。此外,细胞仅仅利用它们所需的基因,而对其他的基因置之不理。

  这启发了文特尔把注意力放在了信使核糖核酸上,这种物质可以把DNA携带的指令传输给细胞,从而启动制造蛋白质的机制,而这就是基因的实质。这些精炼的遗传指令以一种更为稳定的形式(互补DNA)被复制下来,并被他传送到一台自动基因测序机内。经过解码的互补DNA开始从这台机器里奔涌而出。这些经过解码的区域中有一部分被用作标签——文特尔把这些区域称作表现序列标签——用以帮助科学家区分各种基因并识别出其他物种体内的相关基因。

  1991年6月,当文特尔发表了以这项研究为基础的第一篇论文时,科学家们才仅仅识别出大约4000种基因,而且每一种都耗费了数年的辛苦劳动。文特尔仅用一天时间就给这个基因表上增加了347种新的基因。不久,他的工作速度就达到了每天发现25种新基因。

  我自张狂

  文特尔的成功震惊了科学界,也激怒了科学界。

  美国国家卫生研究院的官员非常高兴,因为自己人发现了一座“宝藏”,他们急不可耐地为文特尔发现的基因申请了专利。但是,曾与人合作发现DNA双螺旋结构而荣获诺贝尔奖并在当时负责国家卫生研究院人类基因组计划的詹姆斯·沃森却非常愤怒。他坚持认为,这不是科学。他说,“连猴子”也能做到这一点,为这种缩简的遗传物质申请专利“纯粹是荒谬的行为”,这会在法律问题上搅乱基因研究并使研究寸步难行。

  这引发了一场持续数月的辩论。辩论结束时,国家卫生研究院收回了这项专利的提议,沃森也不再是人类基因组计划的负责人。随后,由于未能争取到研究经费,文特尔也于1992年离开了国家卫生研究院,并在风险资本家华莱士·斯坦伯格的资助下成立了基因组研究所,主攻方向是基因密码破解。文特尔随后也攫取了人生中的第一桶金——他在一年内从仅有2000美元存款的政府科学家变成了一个百万富翁。

  基因组研究所以史无前例的速度不断地为基因测序。这时,洪卡皮莱尔从他在珀金—埃尔默公司的办公室打来电话,说他想让文特尔看看他弄到的一台速度更快的新机器。

  文特尔看到的不是机器,而是成功的前景:一台基因定位计算机,其速度是基因组研究所现有仪器的50倍。有了这样一台机器,耗费了10年时间为一个酵母基因组解码的1000位科学家在一天之内就能完成这项工作。在这项新技术的鼓舞下,文特尔与出资3.3亿美元的珀金—埃尔默公司于1998年5月合作成立了塞莱拉公司。

  文特尔“狂妄地”声称,要在3年内完成人类基因组的序列测定,目的是抢在人类基因组计划前完成,以便将人类基因组图谱申请成专利,靠垄断人类基因组信息来谋利。他的想法受到了全世界的指责,既享有权威又拥有拨款的政府科学家及学术界人士组织起来,向文特尔发起了反击,认为他只是在吹牛。

  但文特尔领导的研究小组则很快向全世界证明了自己的实力:一年过去,塞莱拉公司在基因组研究方面取得了一个又一个突破,似乎真地走到了人类基因组计划的前面。

  2000年4月6日,塞莱拉公司突然宣布完成了基因测序工作。4天后,美国国家人类基因组研究所所长弗朗西斯·科林斯发表声明说,塞莱拉的测序结果值得怀疑,他们本该对基因测序数据核查10次,却只核对了3次。在双方吵得不可开交之时,时任美国总统克林顿介入了——在其过问之下,塞莱拉公司与国家人类基因组研究所达成协议——双方联合宣布成功绘制出人类基因组草图。

  同年6月26日,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。站在克林顿身边的有两位科学家,一位是一直为政府服务的弗朗西斯·科林斯,另一位就是为私营公司服务的克雷格·文特尔。

  尽管破译人类基因组草图让文特尔名声大噪,但在商业领域,他却没有得到自己想要的结果。为阻止人类基因组专利落入文特尔之手,2000年3月14日,克林顿和时任英国首相布莱尔联合发表声明,宣布两国政府都支持把基因组数据向全世界免费公开,文特尔想垄断基因组专利的企图失败了。

  被资本扫地出门

  在竞争的氛围中,人类基因组测序进度一再提前,频频取得重要的阶段性进展,这催生了一些不切实际的想法,使人误以为一个基因产业的“淘金时代”已经到来。资本市场的胃口被最先吊了起来,基因概念股不断受到追捧,作为基因组测序公司的塞莱拉也一度成为华尔街的“宠儿”,其股票曾在9个月内从7.34美元飙升至247美元,涨了30多倍。

  塞莱拉公司的王牌产品是基因组序列信息,它的初衷是想靠出售基因组数据和基因测序工具而赢利,投资者看中的也主要是这一点。事实也证明,这确实是一条生财之道,塞莱拉公司每年出售基因组数据的收益曾超过一亿美元。

  但现实是无情的,由于没能申请到人类基因组的专利,塞莱拉公司的股价后来一落千丈。为了挽救公司,文特尔提出了一个新的更为雄心勃勃的计划——以1000美元的价格为每个人测序基因组,并承诺,任何人只要付1000美元,就可以得到自己的基因图谱。每个人只要有了自己独一无二的基因图谱,不仅他的医疗保健将更加准确和有针对性,甚至他的法律、商务活动都有了可以依据的保障,因为别人是无法模仿他的基因的。

  文特尔还透露说,塞莱拉公司公布的人类基因组图谱基本上就是他本人的基因图谱。虽然,当时塞莱拉公司称,其研究人员从20名捐献者选出来自不同种族的5个人,然后根据他们的基因绘制出基因组图谱。但实际上,文特尔本人的基因对这份测序图贡献最大。

  但是,收费绘制个人基因图谱的计划进行得并不顺利,一方面基因测序的成本并没及时降到一个可以接受的水平,另一方面,愿意来“尝鲜”者太少。塞莱拉公司依旧处于经营困境之中。

  塞莱拉的管理层被迫重新考虑公司的商业计划和赢利模式,并最终认为,有必要将战略重点向新药开发倾斜。与基因组测序相比,虽然新药开发耗资多、耗时长,但赢利的基础更为坚实,预期的回报也将更持久。文特尔的厄运在2002年1月降临了:公司董事会投票,一致同意解除其总裁和首席科学官之职。被扫地出门的文特尔只好心灰气冷地离开了自己一手创建的塞莱拉公司。

  自立门户

  离开塞莱拉公司后,文特尔曾在几个月内情绪非常低落。尽管他已身家过亿,但衣食无忧的平淡生活绝非他所图。只过了几个月的时间,当初那个“狂人”又重出江湖。2002年5月,文特尔宣布组建名为基因组学促进中心的智库和生物能源替代研究所,并兼任负责人。

  基因组学促进中心的研究领域包括基因伦理、遗传医学和干细胞生物学,而生物能源替代研究所重点是通过研究微生物基因组,寻找解决环境问题的办法。两家新研究机构和他早先创建的基因组学研究所所需资金来自文特尔科学基金会,后者的资金来源是文特尔变卖持有的塞莱拉公司股票后获得的1.4亿多美元。

  2005年,文特尔又与人合办了合成基因组公司,这是一家旨在通过微生物制造生物燃料的公司。这家非上市公司的财务数字并不公开,但似乎文特尔从这家企业中赚到了不少钞票。

  到了2006年12月,文特尔将基因组学促进中心、生物能源替代研究所、基因组学研究所及文特尔科学基金会等机构整合成克雷格·文特尔研究所。近几年,其研究所的一项重要工作就是制造人造生物——结合人工的DNA序列建立一个合成基因组,并把它植入细胞以制造新的生命。最终的目标是使具有这些基因的人造生物可以完成环保工作,从吞噬二氧化碳到合成制造电池所需要的氢。

  2007年10月6日,文特尔宣布,由他领导的研究人员通过基因组移植,成功地使一种细菌变成另外一种细菌,且新植入的基因组开始取代原基因组运作。这是人类首次在一个活有机体中一次性移植入其他物种的完整基因组。此外,研究小组还公布了文特尔本人的“双倍体基因序列”,即遗传自父体和母体两套染色体的完整版基因序列。这一消息在当年引起轰动,众多媒体将其评为年度十大科技新闻。

  今年5月20日,文特尔研究所又宣布制造出第一个由人工合成基因组控制的细胞,从而迈出了人为“创造生命”的关键一步。

  对这项成果,部分科学家评价颇高。美国拉特格斯大学分子生物学家理查德·埃布赖特认为,这是人与自然关系的一个转折点,历史上第一次有人创造了一个完整的带有预定特性的细胞。斯坦福大学生物医学伦理中心主任戴维·马格努斯认为,这项研究可能开启基因工程新纪元。

  美国总统奥巴马5月20日致信生物伦理问题研究总统委员会主席、宾夕法尼亚大学校长埃米·古特曼,要求委员会考虑这类研究在医学、环境、安全及其他领域可能为美国人带来的益处。不过,一些科学家评价比较谨慎,认为文特尔研究所只是部分合成了现有的细胞,并未跨越“无中生有、创造生命”的界限。奥巴马在信中表示,需要确定这类技术的合适伦理界限,并将其危害控制到最小程度。环保组织“地球之友”也认为,必须确保相关的法规到位,以保护环境和人类健康免受这项有潜在危险的新技术的伤害。

  但文特尔最关心的还是这项技术能否为其挣到钱。为此,他领导的研究所已经为实验中采用的技术申请了专利。如今的文特尔可谓踌躇满志,身为研究所创始人、主席兼总裁的他不必再看他人脸色行事,业界也看好文特尔研究所能大有作为。也许不用太久,知识创造财富的故事就会再次在孜孜追求科学成果商业化的文特尔身上上演。

  来源:2010年6月16日出版的《环球》杂志 第12期

  《环球》杂志授权使用,其他媒体如需转载,请与本刊联系

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