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王俊 基因大數(shù)據(jù)的分析者

2013-12-29 00:00:00夏靜好
南方人物周刊 2013年16期

深圳華大距機場60公里,那是由舊鞋廠改造的一座小樓,小樓里的條幅說“數(shù)據(jù)才是硬道理”,小樓后面的山上,這群建筑的二期工程正在施工。3年前,考察過這個地方后,《經(jīng)濟學(xué)人》在報道中寫下:“基因組學(xué)的下一個進步將發(fā)生在中國?!辈贿^,直到今天,出租車司機們大多還不認(rèn)識這個地方。

訪談在論文墻(張貼了六十幾篇頂尖雜志的學(xué)術(shù)論文)背后的會客室進行——論文墻上多是頂尖學(xué)術(shù)雜志的封面,這是從這里曾發(fā)表過的五百多篇論文中精選出來的。王俊穿件個印有“華大”字樣的紫紅色Polo衫,平頭,高個,語速快,精力充沛,籃球場上,這是個得分型選手。根據(jù)這位37歲的華大基因研究院院長的微博,這些日子,他先是在舊金山跟人討論“預(yù)測天氣與預(yù)測乳腺癌患者存活時間哪一個更準(zhǔn)”,然后在網(wǎng)上提醒到四川地震災(zāi)區(qū)參與救助的華大技術(shù)人員“警覺任何可能發(fā)生的疫情,也要注意水源、食物的監(jiān)控”,之后上飛機回國,一早到深圳,把行李丟在自己的卡座,去開院務(wù)會議,中午接受采訪,下午先處理文件,然后飛杭州,去機場的路上參加一場電話會議,飛機上修改PPT,第二天在一場關(guān)于流行病學(xué)的杭州Workshop上講課。

這位生物信息學(xué)家認(rèn)為,基因組學(xué)研究其實只有3件事:讀、懂、應(yīng)用。對于測序,他說:“這本身只是個技術(shù),這個技術(shù)希望達到的目的是對人類自身和我們身邊的世界在基因水平上的認(rèn)識”。這種基于基因序列的認(rèn)識與過去如此不同,“如果說傳統(tǒng)育種技術(shù)是在魚塘里釣到了魚,或是拉網(wǎng)捕魚;我們則是把水放干,讓大家看到所有的魚?!?/p>

去年12月,王俊入選《自然》雜志評出的“2012世界科學(xué)界年度十大人物”,他是惟一的華人?!蹲匀弧钒严嚓P(guān)報道文章定名為:“Genome Juggernaut”,旁白說:“中國測序研究重地的領(lǐng)導(dǎo)者,展示了華大基因在基因組研究方面的雄心抱負(fù)。”如何翻譯“Genome Juggernaut”?王俊自己認(rèn)可的譯法有點奇怪:“基因組劍圣?!?/p>

既有經(jīng)濟意義,又有科學(xué)價值

王俊與基因組學(xué)研究結(jié)緣,是個無心插柳的故事。

時光回到1999年,像往常一樣,王俊在操場上打籃球,一個名叫楊煥明的人來到北大進行講座。講座結(jié)束,楊煥明和北大生科院博導(dǎo)李松崗教授進行交流,并希望有既懂計算機又懂生物的年輕學(xué)生參與到自己的項目中來。李松崗教授想到了自己的學(xué)生王俊,這位讀研究生二年級學(xué)生基礎(chǔ)課已修完,正要選擇研究題目。

楊煥明準(zhǔn)備加入人類基因組計劃。那是與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅計劃并列的三大科學(xué)計劃之一,該項目計劃花30億美元、十多年時間測出人類的所有基因,像醫(yī)學(xué)里畫解剖圖一樣,畫出人類的基因地圖,以有助于我們認(rèn)識疾病、長壽、衰老等生命現(xiàn)象的機制,為疾病治療提供科學(xué)依據(jù)。同年,北京華大基因研究中心成立并代表中國參加人類基因組計劃。

當(dāng)李教授找到王俊的時候,這個年輕人仍在球場上。據(jù)王俊回憶,最初他對去遺傳所人類基因組中心并沒有顯示出特別的興趣,后來,“李老師激將,你想去人家還不一定要呢”,就去了。

“我這人,請將不如激將?!蓖蹩≌f。在這個大項目中,既有生物背景又有計算機和數(shù)學(xué)能力的王俊迅速找到了自己的位置,這個20歲剛出頭的研究生成了這里生物信息平臺的主力。

到了2001年,華大所承擔(dān)的人類基因組任務(wù)已進入尾聲,目光移向了水稻。水稻是最重要的糧食作物之一,它的基因組是禾本科糧食作物中最小的,易于進行遺傳操作,是禾本科植物基因組研究中最常用的“小白鼠”。對這個作物的測序,既有經(jīng)濟意義,又有科學(xué)價值。

當(dāng)時的不利條件之一是,日本牽頭的“國際水稻協(xié)作組織”剛剛宣布年底將完成水稻基因組草圖。在這個發(fā)展飛快、競爭激烈的基因研究領(lǐng)域,比對手晚一步,“價值就會大打折扣?!备鶕?jù)《科學(xué)》雜志的報道,“用74天的時間,華大完成了水稻的測序,數(shù)據(jù)迅速送往信息分析團隊……”最終,比對手提前了約一個月,華大發(fā)表了自己的結(jié)果。

在對這個團隊的特寫中,《科學(xué)》提到了實驗室中那些“年輕而不知疲倦”的面孔,那些寫著“速度、速度、速度”的橫幅,以及杭州華大計算機室一角的一把鋤頭,意思是“數(shù)據(jù)挖掘”。

中國的實驗室令來自西方的記者吃驚,他寫道,“這里的實驗室氛圍更像大賽前的美國中學(xué)。”在那篇報道中,一位普度大學(xué)的教授評價:“中國人展示了人類能做到多快”,幾乎負(fù)責(zé)籌建了杭州華大的王俊形容:“像投入戰(zhàn)斗一樣?!?/p>

在《水稻基因組序列草圖》近百位作者中,王俊是第三位并列第一作者,這個尚未畢業(yè)的學(xué)生第一次顯露了他在基因研究領(lǐng)域的潛質(zhì)——根據(jù)當(dāng)時的測序方法,整條的基因被隨機地切成數(shù)百個堿基的片段,只要片段的數(shù)目足夠多,切得足夠隨機,就可以借助片段頭尾的相互覆蓋把它們拼接起來——當(dāng)然,這只是理想的情況,實際情況是,大量的重復(fù)序列會導(dǎo)致錯拼。而王俊所負(fù)責(zé)的生物信息部門,就是主要負(fù)責(zé)這些片段的拼接和分析。為了解決這些重復(fù)序列,這個團隊想了很多辦法,使得拼接接近了理想狀態(tài)。

為什么王俊會脫穎而出?王俊的導(dǎo)師李松崗講了個故事。剛進華大的時候,王俊被分配去完成一個任務(wù),去四川康定采集蟲草。“當(dāng)時幾乎過了采集的季節(jié),同去的另一個人覺得反正采不著了,就放棄了。王俊認(rèn)為,還沒有到過那個地方,沒有盡到自己最大的努力,不能就此放棄?!遍L途跋涉后,他采回了可用的樣本。

一位在華大工作過的研究人員告訴本刊:事實上,正是像王俊這樣的年輕人百折不撓、不達目的不罷休的個性在華大的成長中起到了重要作用。

王俊接受媒體采訪

華大的未來

之后進行測序的,包括SARS病毒、家蠶基因組、第一個東亞人基因圖譜、大熊貓基因組,海量的數(shù)據(jù)涌來,用生物信息室的“鋤頭”進行“數(shù)據(jù)挖掘”,尋找它們的生物學(xué)意義和價值就成了最重要的事情。

對于這些完全不同于我們過去認(rèn)知的基因信息,要尋找數(shù)據(jù)中能用的知識并不是件易事。把基因信息看作一種語言,你就會發(fā)現(xiàn)其中的難處,就像你被空投到了另一個世界,這里的人在說話,你知道那些話對你很重要,卻聽不懂。惟一的辦法是聽、觀察、篩選——哪些是常用詞,哪些是特別的詞,哪些詞意味著疾病與死亡,哪些詞可以逆襲。

這就是不斷需要進行基因測序的原因,王俊說:“要在很大數(shù)據(jù)樣本的基礎(chǔ)上,才會出現(xiàn)一些規(guī)律性的東西?!薄氨热缥覀冏龅乃镜捻椖浚仁撬镜幕驕y序,然后是水稻的表型和基因的關(guān)系,再然后,水稻未來的育種……事實上,這是一個很大的科學(xué)設(shè)想,就像從人類基因組計劃走到基因和疾病,往往當(dāng)你看一個片段時,總覺得這只是個簡單的片段,但長遠(yuǎn)來看,每一步都在一個大的設(shè)想之中?!?/p>

依靠國家開發(fā)銀行的一筆10年15億美元的貸款,2010年1月華大基因訂購了每臺單價數(shù)十萬美元的128臺高通量測序儀HiSeq2000,這是有史以來對測序儀所下的最大的一筆訂單。到今天,華大已經(jīng)擁有137臺高通量測序儀,測序能力是全球總測序能力的一半以上。而這種“神機”的速度,一位工作人員介紹:“測一個人的基因組,人類基因組計劃用了13年,用升級后的新測序儀只需27小時。”

對購買這些測序儀的理由,在辦公的那個臨窗卡座上——在這個平均年齡只有23歲的研究院,院長并沒有專門的辦公室,只有一個雜志和資料堆成山的卡座——王俊解釋:“我們只是順勢而為,并沒有刻意要成為全球最大或什么的。想做的事情,倒推過來需要這樣一種測序能力和分析能力,最終規(guī)模就變成了今天的樣子?!?/p>

當(dāng)時的一篇報道中,曾是人類基因組計劃奠基人之一的華盛頓大學(xué)教授Maynard Olson對這個機構(gòu)評價道:“這是應(yīng)對基因科技這樣極速發(fā)展的科學(xué)領(lǐng)域的中國式的解決辦法,時間會證明(它的效果)?!倍暗拙€是華大必須給科學(xué)界帶來真正令人興奮的東西”。

這一年1月,華大啟動了“1000種動植基因組計劃”,開始從科學(xué)界征集測序物種提案;3月,《自然》雜志以封面故事著重介紹了由中國深圳華大基因研究院主要承擔(dān)的“人體腸道菌群元基因組參考基因集的構(gòu)建工作” ……這個機構(gòu)開始逐漸把研究方向集中于與農(nóng)業(yè)和健康相關(guān)的基因科學(xué)上,并開始邁向社會化。

測序工作的外包是否會成為相關(guān)科研領(lǐng)域的趨勢?王俊的答案是:會兩級分化。一方面,測序儀會越來越容易操作和“用戶友好”,一些實驗室的測序工作可以很容易自己來做;另一方面,對于另外一些數(shù)據(jù)量巨大的測序工作,大型測序中心有存在的必要性。就在今年,華大完成了對生產(chǎn)測序儀的CG公司(Complete Genomics)的收購。

在健康領(lǐng)域,華大能做什么?一位華大員工舉了幾個例子。正如世界上沒有完全相同的兩片樹葉,每個人在基因組上都是存在差異的,在給病人制定治療方案時,不同的基因型對于治療方案、藥物的效果是不一樣的,我們可以通過對病人基因型的檢測來指導(dǎo)治療方案的制定,以達到更好的治療效果,同時把副作用減到最小,這也是最近大熱的量基因型給藥的“個性化醫(yī)療”。另一個公眾認(rèn)知度更高的例子是對遺傳疾病的“產(chǎn)前篩查”,很多已知的疾病是由基因直接決定的,很多發(fā)育缺陷的嬰兒,如唐氏綜合癥,原因就是21號染色體多出了一條,在受孕初期就可以通過檢測孕婦血液中的游離胎兒的基因片斷,從而通過干預(yù)措施避免發(fā)育缺陷患兒的出生。

在水木社區(qū)的生物信息學(xué)版塊,一群學(xué)生正在討論是否要在畢業(yè)后選擇華大,一位過來人評價:“華大最大的優(yōu)勢并不是提出問題,而是解決問題。但面對大規(guī)模測序技術(shù),有很多問題都是自然浮現(xiàn)的?!闭勗捳吲e了個例子,從人群間基因組差異這個出發(fā)點開始,把焦點集中在“如何分類人群”這一點上,很容易提出非常多的問題,例如人種間差異,運動能力差異等。這場討論,最終的結(jié)論是:在這個領(lǐng)域,還有很多事情可以做。

2012年3月第13屆基因組標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會上,王俊作學(xué)術(shù)報告

人物周刊:你對自己的現(xiàn)狀滿意嗎?

王?。?/b>我沒考慮過這個問題……不過,對于我們想做的事情來說,今天(的成績)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,從這個角度來講,華大距離希望成就的那份事業(yè),還有一定距離。

人物周刊:你今天取得的成就,有什么心得可以與他人分享?

王?。?/b>我對現(xiàn)狀還不那么滿意,還談不上成就。如果你想做的事情只是發(fā)表一篇高水平的論文,論文發(fā)表了,你就很有成就感;但如果想做的事情有點大有點遠(yuǎn),現(xiàn)在就還處于一種奮進的過程中。

人物周刊:對你父母和他們成長的年代,你怎么看?你理解他們嗎?

王俊:我們所做的工作,我父母應(yīng)該知道吧。我們做的這些項目,如果普通人完全不知道,不能服務(wù)于這些人,那也做得太陽春白雪了。我們希望我們所做的東西能對他們有用,我父母也知道我在做一件偉大的事情。

人物周刊:你對這個時代有什么話不吐不快?

王?。?/b>中國一直在談戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,生命科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)該是個機會。中國在這個領(lǐng)域有很多方向都是一流的水平,國際上看,這個領(lǐng)域的很多新的發(fā)現(xiàn)都是由華人來做的。而這方面也有民生需求的帶動,如果從政府到各個機構(gòu)共同努力,在生命科學(xué)相關(guān)的領(lǐng)域上,是有些路子可以走出來的。

人物周刊:你覺得你同齡人最大的問題是什么?

王?。?/b>我覺得年輕人有年輕人的優(yōu)勢,不說問題吧。我們?nèi)A大的年輕人平均年齡不到二十六歲,科學(xué)部分的平均年齡不到二十三歲。這些年輕人是些非常有創(chuàng)造力的個體。給他們機會、好的平臺和充分的信任,他們能夠出一些非常好的成果。

人物周刊:你認(rèn)為什么樣的人稱得上有領(lǐng)袖氣質(zhì),在當(dāng)下的人中,你最欽佩的是誰?你的同齡人中夠得上青年領(lǐng)袖的還有誰?

王俊:從來沒想過。有遠(yuǎn)大目標(biāo)的年輕人,愿意為了這個目標(biāo)去持之以恒地努力奮斗,更愿意團結(jié)一批人為這個目標(biāo)而努力奮斗,團結(jié)的人多了,就是領(lǐng)袖了。事業(yè)和目標(biāo)本身夠遠(yuǎn)大,團結(jié)的人多,這種氣質(zhì)就自然形成了。周圍,有領(lǐng)袖氣質(zhì)的人很多。

人物周刊:權(quán)利、責(zé)任和個人自由,你最看重哪一個?

王?。?/b>對我來說,肯定是責(zé)任更重要。想做的事情這么大,管著這么大的團隊,要排序的話,肯定是責(zé)任第一位。

人物周刊:對你影響最大的一本書、或者一部電影?

王?。?/b>我在不同時間段會受不同的書和電影的影響,你要問我在過去37年受了哪一本書或者一部電影的影響,我還真舉不出來。如果一定要說,某一類書吧,我比較喜歡人物傳記。電影,我更喜歡那種引人思考的電影。

人物周刊:對你來說,什么是最重要的?

王?。?/b>重要的是利用基因科技造福人類。不管是誰最終引領(lǐng),生命科學(xué)這個浪潮都會往前走,我更希望我們能夠在其中起到引領(lǐng)作用。

人物周刊:你幸福嗎?有沒有什么不安?現(xiàn)在最大的擔(dān)憂是什么?

王俊:警覺是隨時會有,但還談不上恐懼和擔(dān)憂。

幾天前,安吉麗娜·朱莉的手術(shù)也許是基因診斷時代的一個里程碑,而王俊所從事的就是與基因有關(guān)的研究。1999年,23歲的王俊參與了人類基因組測序,之后是水稻、家蠶以及炎黃基因,去年, 作為中國測序研究重地的領(lǐng)導(dǎo)者,他被選為《自然》的“世界科學(xué)界年度十大人物”。他說:“不管是誰最終引領(lǐng),生命科學(xué)這個浪潮都會往前走,我更希望我們能夠在其中起到引領(lǐng)作用?!?/p>

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