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这个男人,不止破解了人类基因,还搞出了人造生命


※本文转载自公众号SME


在两个世纪相交,生物界曾发生过两件轰动全球的大事。


第一件当属哺乳动物克隆技术的出现——克隆羊多利诞生。

而另一件,则是堪比阿波罗计划的人类基因组计划


这两件震惊全球的大事,将生命科学推到风口浪尖,才有了那句“21世纪是生命科学的世纪”。


这个男人,不止破解了人类基因,还搞出了人造生命


克隆羊多利的诞生,自然成就了无数名动天下的科学家。

但奇怪的是,那个耗资几十亿美元,靠6国科学家联手完成的人类基因组计划仿佛就只有一个人独领风骚。


他就是科学狂人——克雷格·文特尔(Craig Venter),一个从不按常理出牌的科学家。


不同于那些在实验室里默默无闻的同行,从来都不知道什么叫做低调。

时刻将自己暴露于聚光灯下的文特尔,更是不遗余力地卖弄和炫耀自己的成就。


这个男人,不止破解了人类基因,还搞出了人造生命

克雷格·文特尔


有人指责他狂妄,有人讽刺他是骗子。


但他就是有本事让所有人惊叹,让一个又一个无与伦比的成就面世。

他先是凭一人碾压6国科学家,美国、英国、法国、德国、日本还有我国科学家联手都不敌他一人。

之后,他更是创造出了世上第一个“人造生命”,再次震惊世人。


这些成果让那些反对他的人都不得不一边骂他,又一边对他佩服得五体投地。

 

这个男人,不止破解了人类基因,还搞出了人造生命


1946年出生在美国犹他州盐湖城的克雷格·文特尔,骨子里仿佛就刻有不安分的基因。


他从小就不喜欢学校,在他眼里上学就是世上最无聊的事。

可以想象,这个将来首屈一指的大科学家,在学生时期成绩是烂得一塌糊涂。


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童年的文特尔


都上中学了,他连最简单的单词都拼写得错漏百出,成绩单永远徘徊在C与D之间,就差被退学了。

据他弟弟回忆,文特尔都已做好当一辈子流浪汉的打算了。


不过没过多久,文特尔的潇洒生活,就随着美国加入越南战争提前结束了。

他和许多成绩不好的年轻人一样,来到了充满死亡气息的越南雨林。


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在越南战争中的文特尔,手中抓着一条海蛇


文特尔入伍时参加的新兵智商测试,结果出来就让大家大吃一惊。

这个从小成绩糟糕透顶的捣蛋鬼,居然有着142的高智商,碾压了所有新兵。


聪明总是有好处的,这个测试让他有了选择兵种的权利。

于是文特尔决定进入海军医院,成为一名医护兵。


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医护兵的身份虽让文特尔避免了死亡,但这也是与死亡最亲密的兵种。

战争是残酷的,在那段日子里文特尔曾五天五夜没合眼,为数千名士兵进行治疗。


可怕的战争让他对世界产生了怀疑。

这个曾经天不怕地不怕的孩子,还一度想用自杀来逃避这一切,“我想要逃离从丛林中运来的成千上万的尸体”。

 

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他站在海滩上,头也不回地朝着深海游去。

他以为自己能安然的面对死亡,可当一条鲨鱼试探着撞他的时候,他还是退缩了。


求生的本能催促着他远离鲨鱼,飞速游上了岸。

从鲨鱼口中死里逃生的文特尔,仿佛参透了生死,瞬间成长。


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几乎是在最艰难、最恶劣的环境下,对医学和科学产生了兴趣。

他心中只有一个想法“生命如此脆弱”,人类掌握的医疗知识又如此匮乏。

 

“不能再浪费时间了”,退役后他决定要重拾学业。

他始终记得越南一位医生说的话,“战争结束后,你一定要去上大学,你只是没受过教育但天赋却极高”。


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最左边为文特尔


承这位医生的吉言,开始认真学习的文特尔果然没辜负他那超人的智商。


他学习了3个学期,就以全A的优秀成绩考上加州大学圣地亚哥分校。


之后的6年时间,他就从一个差点毕不了业的高中生,成为了生理学和医药学的博士。

 

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美国国立卫生研究院(NIH)


然而,毕业后加入了美国国立卫生研究院的文特尔,却怎么也开心不起来。

天性热爱自由的他在国立的研究院里,就像是鸟儿被关在了笼子里。


没完没了的审批工作,让他感到十分的烦躁。

毕竟这和自己原来的想象相比,落差确实有点太大了。

 

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1990年,HGP(人类基因组计划)正式启动,这项集结了6国之力的计划引起了全世界的关注。


而美国,作为HGP的领头羊,一下子就向这个项目里砸了好几个亿。

当时,文特尔所在的美国国立卫生研究院更是承担了大量的测序工作。


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可主流的测序方法是“链终止”测序法,效率极低。

主要通过加入链终止核苷酸,将一条DNA上的几千万甚至上亿个碱基对一个一个测出来。


而且承办项目的,多数又是官方机构。

在“官僚地狱”的裹挟下,项目进展更是堪忧。

 

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“链终止法”应用的原理为第一代测序法,也叫桑格尔测序法


这龟速文特尔是看不下去了,于是他决定用一种全新的基因测序技术来进行测序工作。


霰弹枪法又称“鸟枪法”其思想是将基因组打断为数百万个DNA片段,实行分段同时测序。

然后再用一定的算法将片段的序列信息重新整合在一起,从而得到整个基因组序列。


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鸟枪法同样是应用了第一代测序法,但却更高效


不过人类基因组计划的专家可不认可,他们认为“鸟枪法”中高度重复的序列会导致程序计算出错。

所以6国科学家,依然选择谨慎而又艰难地排列着人类基因图谱


另一边的文特尔,则坚持“鸟枪法”才是最高效的测序办法

而使用鸟枪法,他在一年内就解开了10万个碱基的编码,速度远超其他人。


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文特尔和那些谦虚、严谨的科学家不同。

他对自己的成功是毫不遮掩,经常召开发布会向所有人“炫耀”自己的成绩。


人们虽然惊讶于他在基因测序方面的成就,但又不喜欢他那张狂又“唯利是图”的样子。


独断专行的性格让他在研究所内人际关系紧张。

而申请不到资金的文特尔,也只能离开美国国立卫生研究院。


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离开也未必是坏事,毕竟他终于能大展拳脚了。


几乎净身出户的文特尔只有一个野心勃勃的计划

他想要组建公司,单挑6国科学家,独立完成人类基因组计划。


可想要进行实验,得有资金啊!

于是他开始四处游说,宣称他能给他检测出来的基因申请专利

如果现在给他投资,将来就会拿到高昂的专利费。


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这听上去就是个天方夜谭的计划。

但凭着他那三寸不烂之舌,偏偏就有公司相信他,给了他3亿美元资助。


1998年5月,文特尔与珀金-埃尔默公司合作成立了塞莱拉公司。

他公开跟政府叫板,“狂妄地”对媒体宣布我要在3年内完成人类基因组的序列测定,还会为测出的基因申请专利保护”。

 

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塞莱拉公司


人类基因组计划的负责人——弗兰西斯·柯林斯,坚持使用着桑格尔测序法。

这种一个个拼接碱基的方法固然准确度高,可是检测的速度实在是太慢了。


而文特尔这个“偏离正统科学界的狂人”用的是速度很快的鸟枪法。

此外,他还用计算机发展出了拼接算法,弥补了鸟枪法准确度不高的缺陷

才一年时间,文特尔的公司就取得了一个又一个的突破。


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人类基因组计划的负责人弗兰西斯·柯林斯


不管他的对手们是多么讨厌他的炫耀卖弄,不管有多少人批判着他“申请基因专利”的勃勃野心。

但他们都不得不承认,文特尔是真的走在了人类基因组计划的前面。


文特尔鸟枪法的惊人测序效率,很快就使人类基因计划陷入恐慌。

要知道,人类基因组计划的投资可超过30亿美元是文特尔获得投资的10倍


此外,这个项目还是6个国家的科学家一起全力推动的计划。

可此时的文特尔,却在以一己之力碾压着全世界。


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如果文特尔真的为自己测出的基因申请专利成果,那这个集30亿和6国科学家心血的项目将颜面扫地。

为了阻止人类基因组专利落入文特尔一人之手,时任美国总统克林顿英国首相布莱尔都不得不出面对做游说工作。


经长达几个月的谈判,不情愿的文特尔只能加入这6国合作组,同意将测得的数据上传到数据库,提供免费下载。


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文特尔与总统克林顿


要知道,在过去的8年多里,人类基因组计划仅仅完成了3%。

可当文特尔加入后,短短3年内,人类基因组计划就完成了90%的基因测定。

 

2000年,原定于2005年完成的人类基因组计划基因草图完成。

文特尔站在了克林顿总统身边,成为了家喻户晓的科学家。


他登上了《时代》杂志封面,更是被评选为“千禧年年度科学家”

 

这个男人,不止破解了人类基因,还搞出了人造生命官方派柯林斯和个人派文特尔一起登上《时代》


然而,一夜成名的文特尔却没能潇洒多久。


由于没有能申请到人类基因组的专利,他之前对投资人的许诺就是一张空头支票

塞莱拉公司的股价一落千丈,公司的运营出现了极大的困难。


为了挽救公司,文特尔提出了一个更大胆的计划。

他要以1000美元的价格为顾客进行基因测序,绘制个人基因图谱。


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你以为他又要扭转乾坤了?并没有!

这是个乍听上去十分有吸引力的计划,却没能成功。


首先,当时愿意大胆尝试的人并不多,何况还是1000美元高价。

而且基因测序的成本就一直居高不下,1000美元的价格只会卖得多亏得多。

 

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不得已,塞莱拉公司董事会在2002年一致决定将文特尔开除。

离开塞莱拉公司的文特尔,说不消沉是骗人的。


有人说,文特尔被解雇这件事提醒我们科学家就不应该从商。

可文特尔一点儿也不这么认为。

就算被开除了他也仍直言不讳地说道,“没有商业价值的科学是没有任何用处的”。


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才不到3个月,执着的文特尔就又回到了科研的道路上了。

他用从塞莱拉拿到的1亿美元,成立了以自己名字命名的非营利性研究所


同时,他也召集了一批和他一样才华横溢、具有反叛精神的年轻科学家

按照一贯作风,他们马上就全世界宣告新理想——创造新的生命形式

 

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文特尔抢滩“造物市场”的举动,马上又引起了生物行业的担忧。

毕竟已有先例,他一人单挑6国科学家的传奇故事大家都还记得。


但人们又心存侥幸地认为,他的运气应该没有上次好了吧。

而且时间一年年过去,那个桀骜不驯的科学狂人似乎也没了动静。


然而,正当学术界开始遗忘这位狂人时,一条爆炸性新闻向所有人砸来。

当初生物学界最担忧的事情还是发生了。

2010年5月20日,8年后重出江湖的文特尔得意洋洋地向全世界宣布——世界上第一个人造生命“辛西娅”诞生了!

 

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人工合成细胞辛西娅


文特尔给他的人造生命起名“辛西娅”(Synthia),意即人造儿


“辛西娅”是第一个人工合成的细胞,也是第一种以计算机为父母的可以自我复制的生命。

在“辛西娅”的基因组里,文特尔还加了4个水印包括了所有研究人员的姓名。

 

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文特尔及其团队


当带着水印的细胞开始生长繁殖,研究所的所有人都欣喜若狂。


激动的文特尔急忙拿起相机,记录下了这一幕。

“它是一个活生生的生物了,成为了我们地球上各种生命体的一部分”。

 

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当时的媒体报道的配图是这样的


成功确实引发无休止的争议,但文特尔并没有过多的与媒体纠缠。


而他也懒得管那些伦理学家和科学家们是怎么争吵的。

“扮演上帝的角色,在亵渎生命”还是“研究很有意义,或许能用于疾病的治疗”,他都不在乎。

 

因为在他的眼中,还有更重要的事情要做。

他相信,我们已经进入了生物学的数字化时代。

而他,是第一个踏上自我发现的终极之旅的人。


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之后,他便与干细胞先驱罗伯特·哈里利等人一起成立了HLI(人类长寿有限公司)。

其运营理念是先检测出风险基因,然后进行风险规避与预防治疗,让人能健康地活下去。


作为第一个接受HLI检测服务的人,文特尔得知他患黑色素瘤的风险超过了93%的人。

所以他每年都会去切除一些基细胞和鳞状细胞肿瘤以确保不会发展成癌症。

他说,“这是我自己在救自己的命”


文特尔痴迷于理解生命,他想要破译生命的所有密码,因为他确实“害怕死亡”。

他仍记得当年越南战场上命如草芥的士兵,所以他想实现那个宏伟的愿望。

“不仅要实现长寿,更要实现健康的长寿”。


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当然除了公司,他的研究工作也没落下。

2016年,他的研究所就又制造出了人工合成生命体Synthia3.0,仅含473个基因。

这是目前已知最小的生命体基因组,有助于科学家更好地了解每个必须基因的功能


毫无疑问,这个消息也成了那一年科学界最大的爆点之一。

而文特尔表示,还会将这个生命体继续简化。


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Synthia3.0


当然关于他的研究,科学界从来没有停止过争议。

甚至还有人叫嚣着要将文特尔赶出科学界,说他不配做科学家。


可这个饱受争议的“科学狂人”只是一笑置之,继续前行。

他说,“想要把我赶出科学界,唯一的办法就是等我退休”

现在的他已71岁高龄,但看他精神奕奕的样子仿佛还能再活着一百年。



*参考资料

孙明伟,李寅,高福.从人类基因组到人造生命:克雷格·文特尔领路生命科学[J].生物工程学报.2010.06.25

Roger Highfield.What’s wrong with Craig Venter?MOSAIC.2016.02.02



-End-


  中秋特惠 

 火热进行中  


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我是23魔方

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