第二章　单挑人类基因组计划

众所周知，我们正处于一个特殊的时代里，好像只要你拿着一个足够酷炫的概念，编个足够唬人的故事，例如克隆猛犸象、用一滴血检测几百项身体指标、用人造卫星给全球提供免费Wi-Fi……反正去风投市场喊一嗓子，就总有投资人愿意捧着银子来支持你。

把这股风潮引到生命科学领域的头号人物，就当数这篇文章的主角、“人造生命之父”、基因测序领域的“科学狂人”——克莱格·文特尔（Craig Venter）。

文特尔一生最自豪的两个身份，便是科学家及生意人。他1946年出生于美国，从学生时代起就表现得异于常人。由于文特尔患有多动症，上课一直不太专心，教过他的老师都表示无能为力。

就在他心灰意懒打算去做流浪汉的时候，越南战争爆发了，于是文特尔加入了美国海军，成为后方的一名医疗兵。在军队服役期间，文特尔发现自己居然是个天才，不但各种操作上手比别人快得多，连之前一贯不太行的考核也经常拿第一，在新兵智力测试中，他甚至得了最高分三万五千分。

更重要的是，在每日的救死扶伤中，文特尔打下了扎实的生物学基础，继而在复员后依靠军队的优惠政策几经辗转考入了加利福尼亚大学圣迭戈分校（University of California, San Diego），并在二十九岁拿到了生理学及药理学哲学博士学位。

从此文特尔拿到了逐梦学术圈的门票，凭借天才头脑，他在未来的学术圈占有一席之地。

经过差不多十年打拼，文特尔在三十八岁时加入了美国国立卫生研究院（NIH）。有些小伙伴可能不明白这个年龄意味着什么，横向对比一下吧，詹姆斯·杜威·沃森拿诺贝尔奖的时候是三十四岁。

所以文特尔就相当于别人都进决赛圈了，自己才刚落地捡枪。但是这都不重要，因为文特尔表面上是搞科研的，实际上是搞科幻的。

文特尔几乎是刚到美国国立卫生研究院就开始大显身手。他最早的课题是研究一种叫作ESTs的特殊DNA片段在人类大脑当中的运作规律，然后他就异想天开地提出要给这类DNA片段申请专利。这就很离谱了，因为申请专利的必须是实用性的技术，而不能是本来就存在的自然现象，不然当年牛顿要是给万有引力申请个专利，大家岂不是单单站在地球上就得付专利费了？这事最后闹到了美国国会，然后这份专利就果不其然地被驳回了。

但是这件事却给年近不惑的文特尔带来了一大波关注，也为他之后的一系列操作埋下了伏笔。那可还是1992年，美国人民才刚刚开始上网浏览信息，文特尔就已经无师自通怎么做爆款刷热度了。

与此同时，美国发生了一件深刻改变文特尔命运的事情。这事还得追溯到1984年，刚好是文特尔入职美国国立卫生研究院那年，有一个名叫乔治·丘奇（George Church）的年轻科学家，改良了DNA测序技术，并且提出了给人体做全基因组测序的可能性。

时间如此凑巧，仿佛这一切都是命运之门的选择。

简单说一下什么是全基因组测序。很多生物细胞里面都有一个又小又圆的结构叫细胞核，细胞核里有些又细又长的分子叫DNA, DNA上一字排开着由四种碱基构成的序列。你可以把DNA理解成一本书，四种碱基就是书中的文字。从理论上来讲，这本DNA之书当中包含着这个生物的一切信息。比如，这个生物长什么样、容易得什么病等。DNA测序就是把这本书上的文字一个一个地给读出来。

比较容易做的是小片段测序，相当于读出书中一小段文字。而全基因组测序，就是把整本书的文字都给读出来。

在此要强调一下，将文字读出来是一回事，弄懂这些文字的意思又是另一回事。就像英文里二十六个字母拆开来你肯定都认识，但拼一块儿就未必了。反正就目前的研究进展来看，等人类彻底读懂这本书的时候，柯南估计都该大学毕业了。

更何况那是二十世纪八十年代，就连全基因组测序都还只是一个纸面上可行的想法，但美国政府还是一咬牙砸了三十亿美元，风风火火上马了一个国家级科研项目——“人类基因组计划”（Human Genome Project，简称HGP）。

当时很多人对此质疑，毕竟以当时的技术条件来讲，这个计划怎么看都显得有点儿冒进了。

只不过这事对一些科学家来说，意味着一件事：国家又要发钱啦！而美国国立卫生研究院这种一听就是国家亲生的研究机构自然就能拿到其中的大头。一时间，研究院内人均经费暴涨。

一般的科学家得到这么一大笔经费，都高兴得不得了，但文特尔不是一般的科学家，所以他反而开始在被开除的边缘疯狂蹦跶。

前文曾说，给DNA测序就像读书。那年头的科学家也是实诚，读书，自然是把书摊开来一个字一个字地读。但当时的DNA测序技术比较适合做小片段测序，对于全基因组测序这种大部头，效率低得可怕，人类基因组计划砸了几十亿做了八年，也才完成了总计划的3%。

从文特尔之前的所作所为我们就能知道，他最烦的就是这种脑子不会急转弯的，于是文特尔提出了一种当时从未见过的全新测序法。这个测序法叫作霰弹枪法，它还有一个诨名——鸟枪法。

这个方法的核心就是在测序前先把基因组DNA用高速气流打碎，这就可以把很难搞的全基因组测序降维成比较简单的小片段测序。测完一个个小片段后，再把它们像拼图一样拼回去，全基因组测序就大功告成了。于是文特尔带着这个新奇的想法找到了当时人类基因组计划的负责人詹姆斯·杜威·沃森。

结果文特尔却遭到了沃森的一瓢冷水：傻孩子，你把DNA都打成碎片了，谁还拼得回去呀！

这次没指望，那只好等待下一次机会了。

几年后，沃森退休，接替他的是情商要高很多的弗朗西斯·柯林斯（Francis Collins）。不过事实证明，像文特尔这样的刺儿头，换啥样的领导也救不了他。文特尔又闹腾了几年，然而并没有什么用，鸟枪法照样没人理睬。

不过这事也不能全怪领导，堂堂美国国立卫生研究院里，这么多业界大佬埋头苦干这么多年，权威地位突然受到挑战，这让领导情何以堪？

于是文特尔狠狠控诉了一番美国国立卫生研究院的官僚主义作风，自己卷铺盖走人了。然而单飞一时爽，真飞出来以后，文特尔才意识到一个很严重的问题：做科研，归根结底最需要的是资金。

有钱，才能以最快速度买到最高档次的试剂和仪器；有钱，才能放心大胆地使用EP管(1)、培养皿、移液枪枪头等消耗品。但文特尔几乎是空手离开的研究院，之前努力奋斗得到的一切此刻都已化为乌有。

文特尔又把眼光投向了美国的马萨诸塞州。在一般人看来，这里是美国的智慧殿堂，拥有众多高等学府，比如哈佛、麻省理工等。在文特尔眼中，这里是他大展拳脚的广阔天地。

正是因为坐拥一大堆高校，这里的企业普遍一看到高新科技就十分兴奋。于是文特尔重操旧业，又施展他那三寸不烂之舌，吹嘘那个给基因申请专利的神之创意，而且他这次还加大了筹码，宣称他一个人就能搞定人类基因组计划，到时候人类所有基因都是他的专利。

这次被选中的著名公司名叫珀金埃尔默公司，最终文特尔获得了三点三亿美元的投资款。1998年的三点三亿美元，那可真是不得了。

文特尔嘴皮子利索，脑瓜子更是灵光，他立刻把他那套鸟枪法付诸实践。果然，一时之间，文特尔的山寨版“人类基因组计划”进展神速，看着就是一股子山寨倒逼官方的架势。

文特尔的事业就是柯林斯的事故。要知道，美国政府前前后后给人类基因组计划投资了三十亿美元，还拉上了英国、日本、法国、德国、中国和印度等伙伴。可以说此刻的文特尔正以一人之力碾压全世界。

情急之下，柯林斯只好使出了美国精英科学家的终极大招——请总统做主。

有了克林顿总统撑腰，柯林斯腰也不酸了，腿也不疼了，立刻回去全面改用文特尔的技术路线推进人类基因组计划。

此刻，谁是官方，谁是山寨，似乎已经不那么重要了，那么这场史诗级大对决究竟是谁胜出了呢？

答案是：不知道。

就在最后时刻，克林顿亲自出面让文特尔和柯林斯一齐宣布人类全基因组测序的完成，但是谁也不许透露究竟是谁先完成的。

不但如此，克林顿还高调宣布基因不可申请专利并免费公开人类基因组计划的所有数据。

这个故事告诉我们：当对手和裁判是同一伙人时，你怎么玩都是个输。不过严格来说，文特尔并没有输，至少此刻他已经身怀一亿美元实现了财务自由，反倒是他的东家珀金埃尔默公司元气大伤，以至于不久后就宣布进入“战略转型期”。

据文特尔自己说，他在临走前还跟公司董事会提了一个新计划，就是开放个人全基因组测序业务，任何人花一千美元就可以给自己做个全基因组测序。董事会没有理会文特尔的想法。

不过对文特尔来说，离开珀金埃尔默公司根本不算什么损失，他旋即成立了一家以他名字命名的研究所。从此文特尔终于完成了从科学家向资本家的华丽转变。

文特尔的成功，与其商业天赋分不开。

首先，文特尔在朴实无华的土豪生活之余从没忘记构建自己“疯狂科学家”的人设，比如他买了一艘游艇，然后将其改造成了一艘科学考察船，利用它全世界转悠。后来更是买了艘深海探测器，号称要研究深海之中的生命形态。这一切不过是他放大招的伏笔，2010年，美国文特尔研究所宣布，他们利用人工合成的基因组，创造出了世界上第一个“人造生命”。

但这个事情其实很微妙，他的做法是找来一种特别简单的叫支原体的单细胞生物。这种单细胞生物的DNA特别短小，上面只有九百零一个基因。对比一下，人类差不多有三万个基因。DNA是一种很细的分子，所以短就意味着相对不那么容易断，也就相对更容易合成一些，虽然支原体的全基因组DNA长度差不多也是人类合成技术的极限了。

文特尔的团队花了好几年的时间改进技术，终于完成了人工合成的支原体DNA，然后文特尔他们摧毁了另一种支原体自身的DNA，并将他们人工合成的DNA塞到它的细胞里取而代之，结果这个支原体又能比较正常地生长繁殖了。所以这并不是严格意义上的合成生命，其实他们人工合成的只有DNA而已。

这个工作在合成生物学上也的确是个重大突破，但关键是，媒体外行只会用字面上的意思去理解“合成生命”，搭配上文特尔经营多年的科学狂人人设，爆款也就水到渠成了。

一时之间，人们被一大堆离谱的新闻报道冲击着。打开各种新闻网站，放眼望去全是类似于“愤怒！疯狂科学家竟对生命做出这种事，人类距离毁灭更近一步了！”“震惊！潘多拉魔盒已被打开，世界要毁灭了！”这样博人眼球的标题。

虽然当时就有一些科学家指责文特尔炒作，但这根本阻止不了他乘着这股东风一举入高空。从此文特尔的事业可谓蒸蒸日上，能源、医学、生物工程、器官移植等领域均有他的身影，而其中最让人一言难尽的就是基因检测。

如果说当年文特尔在珀金埃尔默公司提出的那个私人全基因组测序属于异想天开，那么随着技术进步，在今天倒也不算天方夜谭了。

但是，把DNA序列读出来不难，难的是读懂。文特尔在2017年发表了一篇论文，把DNA测序和大数据混在一起，包装出了基因检测这个概念，即利用统计归纳的方法，分析出什么样的DNA序列可能和什么样的疾病有关。

这种说法在学术上就不太成立，用行话讲就是相关性不等于因果性，更何况文特尔等科学家用来证明相关性的统计学证据也不是很靠谱。

2013年，演员安吉丽娜·朱莉通过基因检测发现她罹患乳腺癌和卵巢癌的风险很高，于是预防性地先后切除了自己的乳腺、卵巢和输卵管。此事是非不论，但客观上是给基因检测添了一把火。

最近几年，市面上各种基因检测如雨后春笋般冒了出来。采集人的唾液做个基因检测，就能告诉你祖上打哪儿来，这辈子容易得什么病，甚至还能预测桃花运，个别服务还会顺势给你推销保健品。

我们曾在实验室里核算过，这些服务收费一般也就两三百元，贵点的豪华套餐顶多一千元，就这点钱根本抵不上各种实验耗材、试剂和人力成本。既然做实验赔钱，那就不做实验，用机器随机生成一份结果。

所以有时候同一个人的样本，今天测出来告诉你祖上是中国人，明天再测可能就是外国人了。

而对于文特尔，我最早听闻他的大名时还在读小学，当时人类基因组计划刚刚完成。在少年时的我看来，他就是一个以一己之力打败全世界的古典主义英雄，也理所当然成了我当时的偶像。

而后，随着我涉足科学传播领域，经历了多年在学术界的打拼，初窥了这个世界的复杂，也开始了解到文特尔一手缔造的生命科学的资本格局对于后世有多么巨大的意义。也许还是那句老话：古之成大事者，无不誉满其身，谤满其身。

延伸科普

其实，人类基因组计划很能体现出人类在探究一个问题的过程中，对于问题本身的理解一步步演变的历程。在人类基因组计划之前，美国曾经先行上马过另一个国家级科研项目，叫作“癌症治疗计划”。然而这个计划推行几年后便不了了之，因为参与的专家发现，如果要充分了解癌症，就必须了解基因，而当时人类的基因组还远远没有测序完成，为此美国才上马了“人类基因组计划”。

在这个计划中，包括文特尔在内的一众科学家开始将当时而言非常先进的计算机引入到了项目当中，才使得“鸟枪法”测序成为可能，而这又开启了“生物信息学”领域。后来，人们意识到仅仅知道DNA序列还不足以洞悉生命的奥秘，于是又开始进一步研究转录组（RNA组）和蛋白组，为此继续深挖生物信息学，开发出了基本的算法。

在2010年后，计算机的算力有了巨大的飞跃，之前长期停滞的转录组与蛋白组研究便也进入了高速发展轨道，如今包括中国与美国等世界主要科研强国，都为生命科学研究配置了强大的计算机与高性能显卡，相信不久之后，人们对基因的理解又能更进一步。

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(1)EP管：一种小型离心管。可与微型离心机搭配使用，用于微量试剂的分离。