克雷格·文特尔的基因传奇

 

美国基因学家克雷格·文特尔被很多人称为生物学界的“坏小子”，他曾经公然挑战 “国际人类基因组计划”，想将人类基因组图谱申请成专利并从中谋利；现在，他又想利用基因技术制造自然界前所未有的新物种。面对人们的指责，文特尔依旧我行我素，因为文特尔对基因研究一直有自己独特的看法：“基因没有好坏之分。”

　　挑战国际人类基因组计划

　　1990年10月，国际人类基因组计划启动，美、英、日、法、德、中六国相继加入其中，按最初的设想，该项目将耗资30亿美元，在 2005 年完成全人类基因组的测序工作。

　　然而，1998年5月，生物学怪杰克雷格·文特尔的介入打乱了“人类基因组计划” 的原有步调。在帕金·埃尔默公司3.3亿美元投资的支持下，文特尔组建了塞莱拉公司——一个私营性质的基因研究机构。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“国际人类基因组计划”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。

　　当时，由政府支持的人类基因组工程已经花了八年时间，仅排定了3% 的基因组。所以大部分参与“人类基因组计划”的科学家对文特尔的话持怀疑态度，认为他只是在吹牛。不过，美国国家人类基因组研究所还是加快了研究进度，他们发表声明说，“人类基因组计划”的全部基因测序工作将比原计划提前两年，即在2003年完成。

　　文特尔领导的研究小组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，似乎真的走到“人类基因计划”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。

　　不论塞莱拉的测序结果是否足够成熟，它有如神助的进度迫使国际人类基因组计划于2000年5月10日宣布，基因测序工作的完成时间将再度提前，从原定的2003年6月提前至2001年6月。“公”、“私”两组研究人员之间的竞争日趋白热化。

　　用霰弹枪法为基因测序

　　文特尔之所以敢与“国际人类基因组计划”叫板，其实是有备而来。虽然在此之前文特尔并不广为人知，但他已经在基因测序方面积骤了相当的科研实力，并掌握了一种独特、快速的基因测序方法。

　　文特尔早期的生活经历也颇具戏剧性。1947年，文特尔在盐湖城降生，不久全家移居到了加州的密尔布莱，文特尔就在这里长大。上高中的时候，文特尔曾在游泳队中打破过游泳记录，但却差点因学习成绩不好而退学。他整天不是追女孩就是去冲浪。他弟弟，如今担任美国宇航局设计师的基恩说，“他当时在学习上没什么动力，他对这些根本不上心。”

　　中学毕业后，文特尔参加了海军医院兵团，在新兵智力测试中，他得了最高分35000分，此后接受了医院医护兵的训练，并被派往越南战场，他对战争深恶痛绝，一直在设法回国。但越战对他影响很大，他因此意识到生命的珍贵。文特尔凭着自己的聪明，终于找到了一个离开越南的借口，回到了加利福尼亚，相继在圣迭戈大学获得生物化学学士学位，几年后又获得生理学和药理学博士学位，从此走上了科研之路。

　　后来，作为国家卫生研究院的一名科研人员，他率先开创了一条技术捷径，极大地推动了对基因的探索。不过，文特尔的特有性格让很多人不舒服，因为喜欢独断专行，有的同事甚至称他为希特勒；和其他谦虚的科学家不同，文特尔特别喜欢举行新闻发布会，他的研究也全部向记者公开，来者不拒。

　　1995 年，文特尔首先对一个完整的细菌基因组进行了测序，并破译了一种称为“流感嗜血性杆菌”的细菌的 DNA，这种细菌会引起肺炎和常会致命的小儿脑膜炎。这项工作让他超越对手走在了前面，也让国家卫生研究院的官员感到难堪，这些官员曾拒绝为这个项目提供资助，理由是文特尔想利用的那种新奇方法──称作“完整基因组霰弹。

　　“枪式测序法”──不会管用。

　　事实证明，完整基因组霰弹枪式测序法是一种很强有力的方法，这个方法把一个细胞的所有基因粉碎成无数个 DNA 小片段，以供测序机“破译”。计算机处理由此生产的琐碎数据，并把密码一点点拼接成完整的基因组序列。这种方法只是对以往“快速标签测序法”的一种改进，但他把大量工作交给计算机后，大大提高了基因测序工作的速度。诺贝尔奖得主詹姆斯·沃森，对文特尔的批评很多，但他也承认文特尔的发现是“科学上的伟大时刻”。

　　与对手一起站在领奖台上

　　文特尔想把人类基因组申请成专利的想法受到了全世界的指责，然而，人们还是不得不看着他一步步走向成功。为阻止人类基因组专利落入文特尔之手，2000年3月14日，当时的美国总统克林顿和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受挫。但是，美国曾有认可基因专利的先例，如何回报文特尔研究工作的应有价值成为棘手问题。

　　2000年4月，“人类基因计划”非官方领导人弗朗西斯·科林斯给美国能源部负责指导“人类基因计划”的科学家帕特里诺斯打电话，向他分析了基因组破译的形势，建议由政府出面，达成公私两大研究组织的和解，这样对整个人类基因图谱的绘制将是个极大的促进。

　　此后几个月，科林斯和文特尔开始了秘密接触，由于“人类基因计划”有落后之嫌，所以科林斯面临巨大压力，双方争论的焦点是：这一具有科学里程碑意义的荣誉究竟应该划到谁的头上？谁的基因组排序更完整、更准确、更有用？这一人类最重要的数据是否应该免费向全球开放？

　　双方讨价还价，有时候甚至吵得不可开交，克林顿总统也亲自过问此事，他给科学顾问尼尔·雷恩写了一个简短的指令：“安排一下，让这些家伙携起手来。”经过三次谈判，文特尔最终放弃了申请专利的要求，双方达成了协议：同时联合宣布成功绘制出人类基因组草图。

　　2000年6月26日，时任美国总统的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，另一位则是政府不得不邀请的克雷格·文特尔。

　　2001年2月，文特尔小组所做的人类基因组测序报告发表在《科学》杂志上，科林斯带领的公共资金支持的实验室联合体的报告同时发表在《自然》杂志上——两个研究组织同时公开他们的研究成果，但不是联合研究的成果。私人公司公开与公共研究机构叫板，最后与对手一起站在领奖台上。

　　1000美元绘制个人基因图谱

　　人类基因组竞赛使文特尔出了名，不管他的对手对他炫耀卖弄的做法多么的讨厌，他们也不得不承认文特尔已经凌驾于他们之上。费城的科学信息研究所通过跟踪科学家发表的作品被同行引用的频繁程度来衡量其影响，根据该研究所提供的资料，文特尔在分子生物学家当中属于最优秀的 0.05% 那部分。

　　可是，由于没能申请到人类基因组的专利，塞莱斯公司的股票一落千丈，公司运营出现了极大的困难。为了挽救公司，克雷格·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。文特尔承诺说，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，塞莱斯公司公布的人类基因组图谱基本上就是他自己的个人基因图谱。虽然，当时塞莱斯公司称，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。

　　媒体指责文特尔以自己的基因图谱冒充全人类的基因图谱（从科学上讲这样做没有什么不同，采用不同人种的基因来测序主要是出于文化和解上的象征意义），文特尔则辩解说，测序自己基因组的原因有两个，一个是对科学的好奇心，因为可能每个人都对自己的基因组感兴趣；其次是责任感，因为被测序的人，其基因隐私将会公诸于世。作为人类基因组测序的积极推动者，文特尔认为他有责任做被测序的第一个志愿者。

　　但是，收费绘制个人基因图谱的计划进行的并不顺利，一方面基因测序的成本并没及时能降到一个可以接受的水平，另一方面，愿意来“尝鲜”者太少。塞莱斯公司依旧处于经营困境之中。文特尔的末日在 2002 年 1 月时降临了，公司董事会投票，一致同意将其开除。他当时只好深更半夜悄悄地溜进自己的办公室收拾东西，灰溜溜地离开自己一手建立起的塞莱斯公司。

　　制造新生物

　　离开塞莱斯公司后，文特尔逃避到了他那艘 95 英尺长的新游艇“魔法师二号”中，情绪非常低落。在游艇上，文特尔跟客人说，“我可能会自杀，即使不自杀，也要得病而死。”他尝试过购物疗法，购买了一栋 500 万美元的别墅，外加一个带有 2.75 米高的人工瀑布的漂亮游泳池。别墅高居在山腰之上，俯瞰加勒比海。但是，这种好生活使他越加烦躁不安。

　　文特尔的兄弟加里提到过那段时光，他说：“我看见克雷格在船甲板上，喝着鸡尾酒，他想试着过一种安逸的生活，但这情形只能维持一个小时……这样的生活看来要使他发疯了。”

　　只过了几个月的时间，当初那个克雷格又重出江湖，回到了科学研究工作中。2002 年 4 月份，他为克雷格·文特尔科学基金会揭幕。文特尔把他从塞莱斯公司拿到的1 亿多美元捐给了基金会，该基金会将从事对基因的非营利性研究。

　　文特尔宣布，如今他已经有了新的理想，这个理想可能是科学的终极目标：创造新的生命形式。文特尔计划利用可以得到的 DNA小片段，合成最小和最简单的基因组──一条实验室制造出来的、只有 300 个基因的螺旋线，并将它嵌入已经被剔除了遗传密码的细菌之中。然后观察这微小的细菌是否完全按照由文特尔简化的生命进程“活起来”，并开始移动、新陈代谢和繁殖。

　　如果该计划取得成功，世界上就将产生一种新的生物。他为自己制订了创造细菌的宏大计划。他把它称为“A 原型”，打算利用它作基体，构造出一组更大、更复杂的细菌，为的是能找到成本更低、效率更高的药品和化学品的生产方法。

　　在文特尔最简化基体的基础上制造出的其它细菌，将有助于缓解人类在环境和能源方面遇到的难题。它们将捕获二氧化碳，遏制温室效应。它们能清理核废料，并产生大量氢原子，将彻底改变全球能源经济的面貌。此外，能源部长亚伯拉罕在一次新闻发布会上证实，美国政府已经加入了他的计划，能源部已经动用 1,200 万美元纳税人的钱支持文特尔的冒险。亚伯拉罕说，“这些梦想并非科幻小说。这种研究使我们的未来发生变革的可能性是巨大的。”

　　到海洋深处淘宝

　　不久前，文特尔突发奇想，把自己的专用游艇“魔法师二号”改装成研究船。他率领旗下研究人员远征英属百慕大群岛附近马尾藻海，准备就地取材，绘制能在马尾藻海生态系统中找到的所有微生物的基因组序列图。

　　文特尔说，科学家通常是以实验室培养的方式研究微生物，可是能够在实验室里培养的微生物与整个生态系统中的微生物数量相比简直微乎其微。文特尔指出，海洋中的微生物基因宝库，可任由他们抽取DNA，完全不必培养。而利用基因组定序这项工具，他们能够找到大量的新微生物。

　　目前，文特尔等人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５千个新基因，其功能涉及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。文特尔表示，这些新发现的基因组序列都将免费向公众开放。

　　文特尔表示，这些新发现的基因将为他合成新生物提供更多基因素材，创造出有利用价值的新生物可能已经为时为不远。文特尔制造新生物的计划再一次遭到了广泛的指责。人们担心他创造出来的新生物会改变整个生物界自然地进化过程，也有人担心他的发明会被恐怖分子所利用。但文特尔依旧还是我行我素，因为文特尔对基因研究一直有自己独特的看法：“基因没有好坏之分。”