(续上期)
“人类基因组计划”研究中的台前幕后故事(连载之二)
文/奇云
二、两大研究阵营的历史性贡献
公元2000年6月26日,人类历史上值得纪念的一天,美国总统克林顿和英国首相布莱尔通过联合宣言,宣布人类有史以来第一个基因草图终于绘制完成。
人类基因组计划标识
公共的“人类基因组计划”( HGP,即:人类基因组国际协作组)和私营的塞莱拉基因公司(Celera Genomics Corp)暂时放下成见,共同出席了由美国总统克林顿亲自主持的白宫新闻发布会,同时公布完成人类基因组草图的绘制。
在新闻发布会上,塞莱拉公司董事长兼首席科学克莱格·文特尔(Craig Venter)说:“塞莱拉公司科学家已将人类23对染色体上30亿个作为遗传密码基本单位的碱基对按照自然顺序排列出来。塞莱拉的超级计算机为此进行了480亿亿次计算。这是历史上第一次对人类遗传密码进行线性排列。”
人类基因组计划首席科学家、美国国家人类基因组研究所所长弗兰西斯·柯林斯(Francis Collins)也同时在新闻发布会上宣布:经过10年努力,科学家已终于完成人类基因组草图的绘制工作,测定出90%以上的人类DNA碱基序列。
人类基因组研究从一开始就是一项“世纪之战”。这场没有硝烟的“战争”,在政府和私人企业之间、国家与国家之间激烈地进行着。
最初,多国合作小组计划花费30亿美元(1991年财政年度计算),在大约15年的时间里完成人类24条染色体的基因组作图和DNA全部序列分析。。但是到1997年, 在耗费了巨额资金和一半预定时间之后,仅完成了3%的测序工作。
1998年5月,著名遗传生物学家克莱格·文特尔(Craig Venter)创立了塞莱拉基因公司(Celera Genomics Corp)。踌躇满志的文特尔曾在公司成立之初向世人宣称,他的公司完成整个人类基因计划只需3年时间和2亿美元,2001年完成全部人类基因组密码的排序和组合工作。
克莱格·文特尔(Craig Venter)
文特尔的宣言使他的科学家同行们看起来像个傻瓜。于是,讽刺接踵而来,甚至有人称他是个疯子。
与此同时,文特尔决心要把研究成果转化为财富的想法,也对科学家应该忍受贫穷的传统观念产生了强大的冲击。
明眼人指出,文特尔企图迫使多国合作小组的“人类基因组计划”下马,达到垄断人类基因组信息的目的。
这一企图受到各国政府以及参与人类基因组计划的相关团体,包括美国参与这一计划的所有研究中心的一致谴责。
面对文特尔的挑战,多国合作小组也加快研究步伐。两大组织在同一领域展开了一场你追我赶的竞赛。
在塞莱拉公司的测序实验室里,小轿车般大的机器人永不疲倦地对人类的基因组进行测序。机器人一周7天、一天24小时地工作,这使得45个技术员能够做原来1000个人的工作。
塞莱拉还有一台超级计算机,也在不分昼夜地分析数据,它每年消耗的电费就达到100万美元,为了保持机器处于恒温环境,这台超级计算机被安放在一个通风条件极好的、看似巨穴的实验室里。塞莱拉公司总部的线路总长640公里,其中一半是高容量的光纤。为了向制药公司和其他科研机构提供数据,塞莱拉公司的计算机服务器功能与美国在线的公司一样强大。
有政府资助的人类基因组计划国际科研小组则分布在世界各地,包括美国能源部在加州的一个实验室、几十个美国研究所以及位于英国、日本、法国、德国和中国等国家的实验室和研究中心。它的核心机构是靠近华盛顿、位于马里兰州贝塞斯达的国家卫生研究所。在那里,一个名为“基因库”的大型计算机中心正夜以继日地整理世界各地科学家发送过来的数据。
2000年4月6日,塞莱拉公司宣布已完成该公司对于单个人的基因测序工作。
4天后,塞莱拉公司的老对手多国合作小组的负责人弗朗西斯·柯林斯发表声明认为,塞莱拉的测序成果值得怀疑。
2000年4月11日,来自50多个国家的大约1000位科学家聚会温哥华,共同商讨人类基因组计划的发展策略。两者的争论除了是否要将数据公之于众,让社会共享外,还牵涉到人类基因组图谱的发明权属谁(这一点不仅事关专利权,极可能还将影响谁得诺贝尔奖)?谁家的图谱更完整、更精确、更有用?……等等。
在争论中,国际基因组阵营指责塞莱拉从网上取走了不少已公布的基因排序资料,还指责塞莱拉的基因序列中存在着许多连结不上的缺口,不是合格的测序。言下之意:塞莱拉不单跑马圈地似的粗制滥造,还有有剽窃之嫌。塞莱拉方面则反讥国际基因集团虽然号称完成了97%人类基因的测序,但迄今为止只完成53%的基因序列拼接。这好像是一本书的页码虽然理顺了,但每一页上的字却是杂乱无章的,仍然让人读不懂。
他们的笔墨仗惊动了美、英两国的政府。美国总统克林顿于2000年3月14日宣布了美、英同意公开分享其解密人类遗传方式的数据,并呼吁将人类基因组工程研究成果公开,以便世界各国的科学家都能自由地使用这些成果。
该举措敦促私营公司跟政府实验室一样分享数据。2000年4月初,克林顿又给白宫科学顾问兰尼下了一道手谕:“你去解决这个难题……让那些家伙合起来干。”
其实,争论的双方从1999年年底就开始接触了。1999年12月29日,文特尔和柯林斯举行了首次谈判。双方“话不投机半句多”,一谈就崩,不欢而散。此后又举行的几次谈判也没什么进展。到2000年2月,首轮谈判宣告彻底失败。文特尔表示决不再与柯林斯对话。
文特尔
实验室
第二轮谈判是2000年3月开始的。事前塞莱拉方面的一位科学家接触了国家卫生研究院人类基因组研究所的代理所长(以前是柯林斯)基尔希斯坦,希望举行新一轮谈判,但不让柯林斯参加。可是在最后一分钟基尔希斯坦还是把柯林斯拉了进来,他保证柯林斯只带耳朵不带嘴。柯也发誓将像聋哑和尚一样缄默不语。
文特尔
可是谈判一开始,柯林斯还是忍不住发了言。那一次谈判最终还是失败了,双方的主要分歧是无条件公开数据的问题。文特尔不反对公开数据,但要求采取保护措施,使塞莱拉的竞争对手不能把数据重新包装以后拿去出售。柯林斯一直处于各方的压力下,要他设法同文特尔教授去解决人类基因组图谱发明权的争论。经过一段时间的冷却,2000年4月的一天,他给能源部人类基因组研究负责人佩特里诺斯打了个电话,说:“让我们再试一下吧。”
2000年5月7日,在位于华盛顿市郊的佩特里诺斯家里,柯林斯和文特尔又见了一次面。预料到这将是一次艰难的谈判,佩特里诺斯刻意把气氛弄得轻松一些:三个人吃着比萨饼,喝着冰镇啤酒,寻找着可能的妥协方案。
据佩特里诺斯事后描述:“那天他们两位那种紧张的神情我可是从没见过。”“五七会谈”并没有达成共识,但是双方都认识到,如果这样一件具有重大历史意义的好事情最终竟以两派互相攻击的形式载入史册,那实在是不光彩。
文特尔
2000年5月24日,柯林斯与文特尔又在佩特里诺斯家里举行了第二次谈判,双方同意协调宣布图谱完成的时间,但没有同意一起会见记者。5月30日,在佩特里诺斯家里边吃晚饭边举行了第三次谈判,双方同意在同一天进行宣布,但没有同意共同发表研究报告。
2000年6月21日,在佩特里诺斯家的地下室里又举行了一次晚饭谈判,双方同意在2000年6月26日这一天共同宣布这一成果。
外界还难以知道两人最后达成了什么样的协议,很可能不是广泛的共识,但至少他们同意了以共同宣布的方式来公布这一伟大的科学成果。柯林斯和文特尔除了一起参加克林顿宣类基因组草图已经完成的新闻发布会,随后又在白宫的新闻发布室共同举行了答记者问。
时代周刊封面上的克莱格·文特尔与弗朗西斯·柯林斯
人类基因组计划多国合作小组在克林顿总统的撮合下开始与塞莱拉合作,在2000年6月完成了90%,2001年初完成了99%的人类基因组草图。有意思的是,多国合作小组在英国的《自然》上,而塞莱拉在美国的《科学》(Science)上,各自独立的在同一周发表论文。
在2001年2月12日的记者招待会上联合宣布人类基因组测序工作的完成。克林顿盛赞这是“人类历来最神奇的一份图谱”,人类因此得以了解“上帝创造生命所用的语言”,这将是“流芳百世的一天”。
英国首相布莱尔也通过卫星电视会议的方式,一起参与这次盛会。布莱尔说:“这将是医学史上的重大革命,其影响效应将远胜于抗生素的发现,这也是人类在21世纪的第一项重大科技成就。”
也许是出于政治原因,两大权威科学杂志均在没有100%检验并证实结论的情况下刊登了他们的论文,而且两个小组由于竞争关于统一课题的成果都没有做足够的方差检验。事实上他们的成果中大概有0.14%的序列差异,还需要更完整的检验。
(连载第2期到此结束!未完待续,下期更精彩!敬请期待!)
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参考文献仅列出本人公开发表的部分与本文相关的文章
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