這個前半生的學渣,憑什麼以一己之力碾壓6國科學家?
在兩個世紀相交,生物界曾發生過兩件轟動全球的大事。
第一件當屬哺乳動物克隆技術的出現——克隆羊多利誕生。
而另一件,則是堪比阿波羅計劃的人類基因組計劃。
這兩件震驚全球的大事,將生命科學推到風口浪尖,才有了那句「21世紀是生命科學的世紀」。
克隆羊多利的誕生,自然成就了無數名動天下的科學家。
但奇怪的是,那個耗資幾十億美元,靠6國科學家聯手完成的人類基因組計劃,彷彿就只有一個人獨領風騷。
他就是科學狂人——克雷格·文特爾(Craig Venter),一個從不按常理出牌的科學家。
他不同於那些在實驗室里默默無聞的同行,從來都不知道什麼叫做低調。
時刻將自己暴露於聚光燈下的文特爾,更是不遺餘力地賣弄和炫耀自己的成就。
圖:克雷格·文特爾
有人指責他狂妄,有人諷刺他是騙子。
但他就是有本事讓所有人驚嘆,讓一個又一個無與倫比的成就面世。
他先是憑一人碾壓6國科學家,美國、英國、法國、德國、日本還有我國科學家聯手都不敵他一人。
之後,他更是創造出了世上第一個「人造生命」,再次震驚世人。
這些成果讓那些反對他的人都不得不一邊罵他,又一邊對他佩服得五體投地。
1946年出生在美國猶他州鹽湖城的克雷格·文特爾,骨子裡彷彿就刻有不安分的基因。
他從小就不喜歡學校,在他眼裡上學就是世上最無聊的事。
可以想像,這個將來首屈一指的大科學家,在學生時期成績是爛得一塌糊塗。
圖:童年的文特爾
都上中學了,他連最簡單的單詞都拼寫得錯漏百出,成績單永遠徘徊在C與D之間,就差被退學了。
據他弟弟回憶,文特爾都已做好當一輩子流浪漢的打算了。
不過沒過多久,文特爾的瀟洒生活,就隨著美國加入越南戰爭提前結束了。
他和許多成績不好的年輕人一樣,來到了充滿死亡氣息的越南雨林。
在越南戰爭中的文特爾,手中抓著一條海蛇
文特爾入伍時參加的新兵智商測試,結果出來就讓大家大吃一驚。
這個從小成績糟糕透頂的搗蛋鬼,居然有著142的高智商,碾壓了所有新兵。
聰明總是有好處的,這個測試讓他有了選擇兵種的權利。
於是文特爾決定進入海軍醫院,成為一名醫護兵。
醫護兵的身份雖讓文特爾避免了死亡,但這也是與死亡最親密的兵種。
戰爭是殘酷的,在那段日子裡文特爾曾五天五夜沒合眼,為數千名士兵進行治療。
可怕的戰爭讓他對世界產生了懷疑。
這個曾經天不怕地不怕的孩子,還一度想用自殺來逃避這一切,「我想要逃離從叢林中運來的成千上萬的屍體」。
他站在海灘上,頭也不回地朝著深海游去。
他以為自己能安然的面對死亡,可當一條鯊魚試探著撞他的時候,他還是退縮了。
求生的本能催促著他遠離鯊魚,飛速游上了岸。
從鯊魚口中死裡逃生的文特爾,彷彿參透了生死,瞬間成長。
幾乎是在最艱難、最惡劣的環境下,他對醫學和科學產生了興趣。
他心中只有一個想法「生命如此脆弱」,人類掌握的醫療知識又如此匱乏。
「不能再浪費時間了」,退役後他決定要重拾學業。
他始終記得越南一位醫生說的話,「戰爭結束後,你一定要去上大學,你只是沒受過教育但天賦卻極高」。
圖:最左為文特爾
承這位醫生的吉言,開始認真學習的文特爾果然沒辜負他那超人的智商。
他學習了3個學期,就以全A的優秀成績考上加州大學聖地亞哥分校。
之後的6年時間,他就從一個差點畢不了業的高中生,成為了生理學和醫藥學的博士。
圖:美國國立衛生研究院(NIH)
然而,畢業後加入了美國國立衛生研究院的文特爾,卻怎麼也開心不起來。
天性熱愛自由的他在國立的研究院里,就像是鳥兒被關在了籠子里。
沒完沒了的審批工作,讓他感到十分的煩躁。
畢竟這和自己原來的想像相比,落差確實有點太大了。
1990年,HGP(人類基因組計劃)正式啟動,這項集結了6國之力的計劃引起了全世界的關注。
而美國,作為HGP的領頭羊,一下子就向這個項目里砸了好幾個億。
當時,文特爾所在的美國國立衛生研究院更是承擔了大量的測序工作。
可主流的測序方法是「鏈終止」測序法,效率極低。
主要通過加入鏈終止核苷酸,將一條DNA上的幾千萬甚至上億個鹼基對一個一個測出來。
而且承辦項目的,多數又是官方機構。
在「官僚地獄」的裹挾下,項目進展更是堪憂。
圖:「鏈終止法」應用的原理為第一代測序法,也叫桑格爾測序法
這龜速文特爾是看不下去了,於是他決定用一種全新的基因測序技術來進行測序工作。
霰彈槍法又稱「鳥槍法」,其思想是將基因組打斷為數百萬個DNA片段,實行分段同時測序。
然後再用一定的演算法將片段的序列信息重新整合在一起,從而得到整個基因組序列。
圖:鳥槍法
不過人類基因組計劃的專家可不認可,他們認為「鳥槍法」中高度重複的序列會導致程序計算出錯。
所以6國科學家,依然選擇謹慎而又艱難地排列著人類基因圖譜。
另一邊的文特爾,則堅持「鳥槍法」才是最高效的測序辦法。
而使用鳥槍法,他在一年內就解開了10萬個鹼基的編碼,速度遠超其他人。
文特爾和那些謙虛、嚴謹的科學家不同。
他對自己的成功是毫不遮掩,經常召開發布會向所有人「炫耀」自己的成績。
人們雖然驚訝於他在基因測序方面的成就,但又不喜歡他那張狂又「唯利是圖」的樣子。
獨斷專行的性格讓他在研究所內人際關係緊張。
而申請不到資金的文特爾,也只能離開美國國立衛生研究院。
離開也未必是壞事,畢竟他終於能大展拳腳了。
幾乎凈身出戶的文特爾只有一個野心勃勃的計劃。
他想要組建公司,單挑6國科學家,獨立完成人類基因組計劃。
可想要進行實驗,得有資金啊!
於是他開始四處遊說,宣稱他能給他檢測出來的基因申請專利。
如果現在給他投資,將來就會拿到高昂的專利費。
這聽上去就是個天方夜譚的計劃。
但憑著他那三寸不爛之舌,偏偏就有公司相信他,給了他3億美元資助。
1998年5月,文特爾與珀金-埃爾默公司合作成立了塞萊拉公司。
他公開跟政府叫板,「狂妄地」對媒體宣布「我要在3年內完成人類基因組的序列測定,還會為測出的基因申請專利保護」。
圖:塞萊拉公司
人類基因組計劃的負責人——弗蘭西斯·柯林斯,堅持使用著桑格爾測序法。
這種一個個拼接鹼基的方法固然準確度高,可是檢測的速度實在是太慢了。
而文特爾這個「偏離正統科學界的狂人」用的是速度很快的鳥槍法。
此外,他還用計算機發展出了拼接演算法,彌補了鳥槍法準確度不高的缺陷。
才一年時間,文特爾的公司就取得了一個又一個的突破。
圖:人類基因組計劃的負責人弗蘭西斯·柯林斯
不管他的對手們是多麼討厭他的炫耀賣弄,不管有多少人批判著他「申請基因專利」的勃勃野心。
但他們都不得不承認,文特爾是真的走在了人類基因組計劃的前面。
文特爾鳥槍法的驚人測序效率,很快就使人類基因計劃陷入恐慌。
要知道,人類基因組計劃的投資可超過30億美元,是文特爾獲得投資的10倍。
此外,這個項目還是6個國家的科學家一起全力推動的計劃。
可此時的文特爾,卻在以一己之力碾壓著全世界。
如果文特爾真的為自己測出的基因申請專利成果,那這個集30億和6國科學家心血的項目將顏面掃地。
為了阻止人類基因組專利落入文特爾一人之手,時任美國總統柯林頓和英國首相布萊爾都不得不出面對做遊說工作。
經長達幾個月的談判,不情願的文特爾只能加入這6國合作組,同意將測得的數據上傳到資料庫,提供免費下載。
圖:文特爾與總統柯林頓
要知道,在過去的8年多里,人類基因組計劃僅僅完成了3%。
可當文特爾加入後,短短3年內,人類基因組計劃就完成了90%的基因測定。
2000年,原定於2005年完成的人類基因組計劃基因草圖完成。
文特爾站在了柯林頓總統身邊,成為了家喻戶曉的科學家。
他登上了《時代》雜誌封面,更是被評選為「千禧年年度科學家」
圖:官方派柯林斯和個人派文特爾一起登上《時代》
然而,一夜成名的文特爾卻沒能瀟洒多久。
由於沒有能申請到人類基因組的專利,他之前對投資人的許諾就是一張空頭支票。
塞萊拉公司的股價一落千丈,公司的運營出現了極大的困難。
為了挽救公司,文特爾提出了一個更大膽的計劃。
他要以1000美元的價格為顧客進行基因測序,繪製個人基因圖譜。
你以為他又要扭轉乾坤了?並沒有!
這是個乍聽上去十分有吸引力的計劃,卻沒能成功。
首先,當時願意大膽嘗試的人並不多,何況還是1000美元高價。
而且基因測序的成本就一直居高不下,1000美元的價格只會賣得多虧得多
不得已,塞萊拉公司董事會在2002年一致決定將文特爾開除。
離開塞萊拉公司的文特爾,說不消沉是騙人的。
有人說,文特爾被解僱這件事提醒我們科學家就不應該從商。
可文特爾一點兒也不這麼認為。
就算被開除了他也仍直言不諱地說道,「沒有商業價值的科學是沒有任何用處的」。
才不到3個月,執著的文特爾就又回到了科研的道路上了。
他用從塞萊拉拿到的1億美元,成立了以自己名字命名的非營利性研究所。
同時,他也召集了一批和他一樣才華橫溢、具有反叛精神的年輕科學家
按照一貫作風,他們馬上就全世界宣告新理想——創造新的生命形式。
文特爾搶灘「造物市場」的舉動,馬上又引起了生物行業的擔憂。
畢竟已有先例,他一人單挑6國科學家的傳奇故事大家都還記得。
但人們又心存僥倖地認為,他的運氣應該沒有上次好了吧。
而且時間一年年過去,那個桀驁不馴的科學狂人似乎也沒了動靜。
然而,正當學術界開始遺忘這位狂人時,一條爆炸性新聞向所有人砸來。
當初生物學界最擔憂的事情還是發生了。
2010年5月20日,8年後重出江湖的文特爾得意洋洋地向全世界宣布——世界上第一個人造生命「辛西婭」誕生了!
圖:人工合成細胞辛西婭
文特爾給他的人造生命起名「辛西婭」(Synthia),意即「人造兒」。
「辛西婭」是第一個人工合成的細胞,也是第一種以計算機為父母的可以自我複製的生命。
在「辛西婭」的基因組裡,文特爾還加了4個水印,包括了所有研究人員的姓名。
圖:文特爾及其團隊
當帶著水印的細胞開始生長繁殖,研究所的所有人都欣喜若狂。
激動的文特爾急忙拿起相機,記錄下了這一幕。
「它是一個活生生的生物了,成為了我們地球上各種生命體的一部分」。
圖:當年媒體報道的配圖是這樣的
成功確實引發無休止的爭議,但文特爾並沒有過多的與媒體糾纏。
而他也懶得管那些倫理學家和科學家們是怎麼爭吵的。
是「扮演上帝的角色,在褻瀆生命」還是「研究很有意義,或許能用於疾病的治療」,他都不在乎。
因為在他的眼中,還有更重要的事情要做。
他相信,我們已經進入了生物學的數字化時代。
而他,是第一個踏上自我發現的終極之旅的人。
之後,他便與幹細胞先驅羅伯特·哈里利等人一起成立了HLI(人類長壽有限公司)。
其運營理念是先檢測出風險基因,然後進行風險規避與預防治療,讓人能健康地活下去。
作為第一個接受HLI檢測服務的人,文特爾得知他患黑色素瘤的風險超過了93%的人。
所以他每年都會去切除一些基細胞和鱗狀細胞腫瘤以確保不會發展成癌症。
他說,「這是我自己在救自己的命」。
文特爾痴迷於理解生命,他想要破譯生命的所有密碼,因為他確實「害怕死亡」。
他仍記得當年越南戰場上命如草芥的士兵,所以他想實現那個宏偉的願望。
「不僅要實現長壽,更要實現健康的長壽」。
當然除了公司,他的研究工作也沒落下。
2016年,他的研究所就又製造出了人工合成生命體Synthia3.0,僅含473個基因。
這是目前已知最小的生命體基因組,有助於科學家更好地了解每個必須基因的功能。
毫無疑問,這個消息也成了那一年科學界最大的爆點之一。
而文特爾表示,還會將這個生命體繼續簡化。
圖:Synthia3.0
當然關於他的研究,科學界從來沒有停止過爭議。
甚至還有人叫囂著要將文特爾趕出科學界,說他不配做科學家。
可這個飽受爭議的「科學狂人」只是一笑置之,繼續前行。
他說,「想要把我趕出科學界,唯一的辦法就是等我退休」。
現在的他已71歲高齡,但看他精神奕奕的樣子彷彿還能再活著一百年。
*拓展閱讀
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*參考資料
孫明偉,李寅,高福.從人類基因組到人造生命:克雷格·文特爾領路生命科學[J].生物工程學報.2010.06.25
Roger Highfield.What』s wrong with Craig Venter?MOSAIC.2016.02.02
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