047｜精准医疗第一步：人类基因组测序

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047｜精准医疗第一步：人类基因组测序

昨天我们介绍了精准医疗的一些基础情况。今天我为大家介绍一个基因组测序和合成生物学的划时代人物——Craig Venter，看看他的人生轨迹，看看他是怎么和基因测序以及精准医疗发展联系在一起的。

让Venter享誉全球的，是他身上的两个“标签”：

·       第一个标签，是他成立了私人公司，自己做全基因组测序，直接挑战了人类基因组计划，要知道，这个计划是6个国家的20多个高校一起在搞的，其中中国也有参与，但是到最后胜出的是Venter的私人公司。

·       第二个标签，是他带领团队成功地把一个合成的基因组转移到了细胞里，这是全球第一个。

Venter和大多数默默无闻的科学家不同，他个性张扬，常常把自己的研究放在聚光灯下。他先后创建了Celera Genomics、基因组研究院和J. Craig Venter 研究院，被外界称为“科学狂人”。

一、“科学狂人”的成长之路

Venter是怎么一步步成为“科学狂人”的呢？我们先看看他的成长之路。

Venter出生在美国犹他州的盐湖城。年轻的时候，他反对越战，但是还是参了军,在越南的一个战地医院里工作。在越战期间，他看透了生死，要了结自己，所以就往深海里游，想着游到没劲儿了把自己淹死。结果等他到了深海，发现自己被一群鲨鱼给包围了。在挣扎过程中，他突然改变了自己的想法，觉得生命和死亡是紧紧相连的，如果自己能有更多的知识，就能挽救更多战友的生命。就这样，Venter放弃了轻生，决定从事医学研究。看来鲨鱼也看出了他的未来价值，舍不得把他当成一顿午餐吃掉。

回到美国以后，他先从加州大学圣迭戈分校拿到了生物化学本科学位,后来又拿到了生理学和药物博士学位。毕业之后，Venter先是在纽约州立大学布法罗分校任副教授，后来又转到国立健康研究所NIH，成为一名研究员。

二、用“鸟枪法”完成人类基因组测序

在NIH工作期间，CraigVenter参与了一个叫做“人类基因组计划”的项目，从此和人类基因结下了不解之缘。

人类基因组计划是一个国际性的科学研发项目。它的目标是把DNA上面的碱基对的序列排列搞清楚，并且鉴定出每一段基因的功能和位置。周一时我们讲到，人类基因有四种不同的碱基，然后按照一定的顺序排列而成。人类基因组计划，就是想把我们人类基因上足足30亿个碱基对给排出来。这个计划从初步实施到最终宣布完全排列成功，持续了整整20年，有美国、英国、日本、法国、德国、加拿大和中国的20多个高校参与。可以想象这是一个多么庞大的计划。

简单介绍完人类基因组计划之后，我们再回到Venter所取得的成就上。Venter最开始参与人类基因组计划，一直觉得一种叫鸟枪测序的方法能够又快又有效地测出人类基因组。这里所说的鸟枪法，又叫散弹法，它的过程就是把DNA像散弹一样随机地处理成大小不同的片段，然后再把这些片段的序列连接起来。但是基因组专家觉得人类基因组太复杂，而鸟枪法又不够精确，所以就拒绝了这个方法。

但是Venter对鸟枪法非常执着，人类基因组计划还没完成，他就开始找一些私营部门来资助他，想实现这个技术手段。1998年，他创建了他的第一个公司 Celera Genomics，仅仅用了两年的时间，就完成了人类基因组的排列顺序。此外，Venter还在这里测出了自己的所有的DNA序列。Venter也因此成为世界上第二个全部测出自己的基因组序列的人。

说来有趣，CeleraGenomics是当时世界上唯一一个跟人类基因组计划并行在做基因测序的公司，而且最终还走在了前面，赶到“六国联军”之前完成了人类基金组测序的全部工作。这给那些国立的健康研究所造成了很大的压力，直接推动他们开始对整个基因组进行全测序。

从这里我们也可以看出Venter的影响力。一个私有部门因为技术新、效率高，倒逼公共部门改进并做好自己的技术。这点非常值得我们中国的民营企业，尤其是想在创新上有更好发展的企业借鉴。不要总觉得只要是国家队的就是好的、先进的。在科技创新这一块，从制度上和调度人的主观能动性上来看，新技术和新思想都来自小公司，这已经在国际上被反反复复证明过很多次了。

三、合成基因组公司：扩展人类对生命的认知边界

和世界上很多伟大的科学家或者连续创业者一样，Venter有着强烈的想要改变世界、影响世界的愿望。这种强烈的精神支柱，支撑着他不断探索技术和科学的边界。因此，除了上面提到的基因测序之外，Venter还做出了很多伟大的成就。

目前，Venter是以他本人命名的J.Craig Venter研究院的总裁, 主要从事合成生物学的研究。而早在2005年6月份，他就和合作伙伴一起创建了合成基因组公司。这个公司的目标就是用基因修改过的微生物来执行一些具体的反应，比如创造清洁能源、生化药品。为了研发下一代生物燃料，2009年，埃克森美孚石油公司还宣布与这家公司合作，投了六亿美元。

接着，在2010年5月,Venter带领的科学家团队，创造出了所谓的合成生命。这个合成生命，主要是通过提取现有的DNA，然后合成一段新的DNA，然后在DNA当中再嵌入一整条细菌的基因组，再把这段新的DNA移植到另一个细胞里面去。因为这是全球第一个利用化学物质合成基因组的活细胞，所以意义非凡。

不过，Venter并没有就此停止研究合成细胞的脚步。

2016年，Venter创造出了新的合成生命，这是一个只有473个基因的合成基因组，是有史以来基因最少的生命体。他的目标是让有机体的基因尽量少，少到只要能让一个有机体活着就行了。通过这种尝试，搞清楚到底哪些基因是最本质的，然后下一步人类就可以开始探索用更简单的成分来合成生命了。

当然，从这里我们也能看出，精准医疗还有很长的路要走。

人类有数万个基因，Venter创造的合成基因组生命，虽然只保留了必要的473条基因，然而这其中仍然有三分之一的基因是未知的。这些基因的功能是什么，基因发生突变后我们该采取什么解决方案，这些依然是摆在科学家们面前的难题。

今天，71岁的Venter仍然在探索基因的奥秘。2014年， Venter和奇点大学联合创始人Peter Diamandis、美国制药巨头Celgene的前任CEO Robert Hariri，联合创建了人类长寿公司，叫Human Logevity，把延长人类寿命作为公司目标。可以说，我们人类对自身的探索才刚刚起步，而正是有Venter这样的科学家，他们肩负着探索生命科学的使命，孜孜不倦地扩展人类对生命的认知边界，人类的生命质量才有了提升的空间。

今日知识小结

今天我们介绍了基因和基因排序的先锋人物Craig Venter以及他取得的伟大成就，我希望你能理解以下三点：

1.    牛人一般都有一个不平凡的人生,这取决于他个人的心理变化。当他对社会做出了贡献以后,这个使命感会促使他继续做出更大的贡献。而这种由使命感所驱动的，对社会产生积极影响的态度，值得我们每个人学习。也许你就是下一个伟大的，对世界做出伟大改变的不平凡的人。

2.    在科技创新层面，很多人以为国家队容易走在前面，但实际上国家队很多时候只是跟跑的，它们看上去像个庞然大物。其实很多新技术和新思想都来自于小公司。所以，一方面，不要盲目迷信国家队；另一方面，中国的民营企业也要敢于走在国家队前面。

3.    人类对于生命的认知还非常浅显，测出人体全基因组只是迈向精准医疗的第一步，每个基因有什么样的功能、基因产生突变后怎么治疗，都是科学家需要摸清的方向。人类对于生命的探索还有很长的路要走。

今日思考题

你觉得Venter作为一个科学家，别人所认为的“狂”体现在什么层面上？你觉得还有哪些这样的“狂人”改变了世界？

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