基因

日前公布的2012年度深圳市科学技术奖拟奖名单上，奖金高达100万元的&ldquo 市长奖&rdquo 拟颁给一个37岁的年轻人 去年底，英国《自然》杂志评选出2012年科学界年度十大人物，他又是唯一入选的中国人。这个年轻人，就是华大基因研究院院长王俊。 　　他所在的深圳华大基因，没有享受到任何财政拨款，却坐上了《自然》杂志评出的中国科研机构第六把&ldquo 交椅&rdquo 通过市场化之路获得了年逾10亿元的营收，并于去年底引来近14亿元的风险投资。从几个科学家自掏腰包艰难起步，如何在短短十几年发展成拥有4000名员工的大型科研机构?极少获得体制内的&ldquo 关照&rdquo ，华大基因为何能不断壮大，直至占据全球40%的基因测序份额? 　　&mdash &mdash 编者 　　研究制高点 　　参与&ldquo 生命天书&rdquo 计划，基因科学是一个&ldquo 超级金矿&rdquo 　　据说，华大基因董事长兼总裁汪建是一个&ldquo 玩世不恭&rdquo 的人，喜欢不按常理出牌，比如和员工一样坐在格子间里办公，却美其名曰&ldquo 我的办公室是世界上最大的办公室。&rdquo 　　这样一个看似不严肃的人，却从事着一项严肃的事业&mdash &mdash 基因。 　　2000年6月26日，美英日德法中等6国同时宣布，号称&ldquo 生命天书&rdquo 的人类基因组工作草图绘制完毕，其中1%由中国完成。人类基因组计划与曼哈顿计划、阿波罗计划一起，并称为20世纪全球三大科学计划，从美国归来的汪建就跟中科院院士杨焕明一起参与了这1%。 　　&ldquo 实际上，他们是擅自&lsquo 代表中国&rsquo 参与这个计划的。&rdquo 华大基因战略规划委员会副主任朱岩梅透露，他们看到了基因科学作为21世纪最前沿科学的广阔前景，回国后参与创建中科院基因组中心，并极力游说相关部门和科研机构参与。&ldquo 可能当时国内科研资金比较紧缺，很多专家对国外最新的科研动向也缺乏了解，他们的提议没有得到官方支持。&rdquo 　　1%得来不易。1998年，人类基因组计划的工作几乎已被瓜分完毕，最迟加入计划的德国只分到约2%。为了重要的1%，杨焕明、汪建等毅然与体制&ldquo 分手&rdquo ，凑了3000万元于1999年9月9日在北京创办了华大基因研究中心，联合国家基因组南方研究中心、北方研究中心共同承担任务。 　　时间紧迫，杨焕明与同事们铆足劲，在不到半年的时间里，创造了奇迹&mdash &mdash 通过网络递交的一个测序片断，其误差率仅为百万分之六，创造了世界纪录 每天测序量达到200万对碱基，中国的基因组测序能力被证明仅次于美国、英国和日本。 　　为什么这么拼?汪建的回答很明确，基因科学在国内前景无限，今后应用领域遍及农业、医药、环境保护、工业等方方面面，是一个尚未完全被开掘的&ldquo 超级金矿&rdquo 。 　　对于国家而言，杨焕明认为意义更加重大。&ldquo 加入人类基因组计划，使中国平等分享该计划所建立的所有技术、资源和数据，并使我国成为世界上少数几个能独立完成大型基因组分析的国家，意义重大且深远。&rdquo 而华大基因之所以能异军突起，正因为占据了基因研究的制高点。 　　市场制高点 　　在传统科研体制撕开口子，产学研自成体系 　　2007年6月21日，华大基因南下深圳，成立了华大基因研究院。作为一家纯粹的民营科研机构，华大基因在传统的以国家为主导的科研体制中撕开了一道口子，产学研自成体系。 　　也正是从南下开始，华大基因真正进入了产业化经营。成就这种产业化的，一是生物技术及其相关应用产业的发展，二是科学研究方法和范式的发展。 　　朱岩梅说，基因研究成果的产业应用前景正在不断显现，&ldquo 比如有一些规模较小的药企、农业企业等，它们对某一些种类的基因测序有需求，但成本很高，需要外包出去。华大基因能低成本提供基因测序服务，从而占据市场的制高点。&rdquo 目前，全球20家最大的药企，有19家在跟华大合作 华大基因一年完成7万多例唐氏儿检测，仅此一项，就创造了上亿元的收入。 　　在王俊看来，科学研究从最早的实验研究到假设驱动的理论研究，再随着IT技术的发展，进入了全新的范式，即数据驱动的时代。&ldquo 过去都是小数据，现在拼的是大数据。数据运算才是华大基因的核心竞争力。&rdquo 　　现在的华大基因，彻底颠覆了传统的实验室模式，实现了用工业化的组织方法实现大数据采集。华大基因拥有1000多人的测序科研人员队伍，平均年龄24岁 2010年，华大采购了128台全球领先的&ldquo illumina&rdquo 基因测序仪，搭建了国内唯一的大测序平台。 　　朱岩梅表示，现在华大基因贯穿了产学研链条，合作伙伴包括55个国家和地区、2000多个机构单位，团队扩张至4000人，收入从2009年的3.43亿元，增至2012年的11.05亿元。其中，政府科研项目收入占10%，海外收入占30%&mdash 40%，国内其他的科研合作占20%&mdash 30%，临床收入占10%&mdash 20%。另外还募集到近14亿元的风险投资。 　　未来制高点 　　花4年建立中国人基因库，推动个体化医疗和健康的新模式 　　2008年11月，第一个亚洲人基因组图谱在《自然》杂志发表，测序数据总量达到1177亿碱基对，基因组平均测序深度达到36倍，有效覆盖率高达99.97%，变异监测精度达99.9%。破解又一个人类&ldquo 生命天书&rdquo ，让此前还籍籍无名的华大基因一炮打响。 　　约14亿人，每人30亿个基本元素，建立中国人自己的基因数据库无疑是一项浩大工程，但华大基因还是启动了。&ldquo 抽取了千人，花了1个亿，做了4年，详细比较了中国人与已有数据的白种人基因组在序列上的差异。&rdquo 汪建说，其科学发现将从根本上影响中国人疾病的预测、预警、预防和治疗方式，推动个体化医疗和健康的新发展模式。 　　2013年7月12日，华大基因和美国杜克大学医学院、加拿大多伦多儿童医院等通过全基因组测序的方法成功鉴定出一系列与自闭症相关的遗传突变和风险基因。该研究成果在《美国人类遗传学》上发表，为探索自闭症病理机制迈出了关键一步。 　　朱岩梅表示，未来医学革命的方向应该就是&ldquo 个体化&rdquo 。每个人一出生，就应该有自己的基因身份证，一旦生了病，根据其基因信息进行准确治疗。&ldquo 华大要做的就是检测出哪里出现问题，并提出解决方案，通过人工干预基因进行预防或治疗。&rdquo 　　2013年3月，华大基因宣布完成对美国公司Complete Genomics的全额收购，补上了其在基因检测设备方面的短板，打通了基因检测的整个产业链。 　　汪建给华大基因设定了四部曲：科研服务、科技服务、医学服务、人人服务。&ldquo 我们现在才走到第二步，第三步正在加速。科技服务能到100亿，医学服务能到1000亿，人人服务能到1万亿。&rdquo 所谓人人服务，是指基因测序和分析成本大幅下降，生物大数据足够丰富后，人人都可以在常规诊疗中应用基因信息。目前，一个人的全基因组测序费用已下降到数千元，但加上分析成本，大概要10万元。根据华大预计，在5年内可降到1000美元，未来可能只需要花费几百元。

科技日报讯 （记者赵汉斌）新基因是生物表型进化和物种形成的动力和源泉。记者近日从中国科学院昆明植物研究所获悉，研究人员近期研究发现，基因融合是水稻及其近缘种新基因产生的重要机制，这意味着新基因研究取得了又一项重要进展。相关研究结果发表在著名国际期刊《基因组生物学》上。　　“由两个或两个以上基因形成的融合基因，不仅可以绕过漫长而又低效的位点突变带来的有害步骤，又可以通过序列重排而将远源相关或者不相关的功能结构域进行组合，极易产生新的结构特征和新的功能，从而助推物种的适应性演化。”论文通讯作者之一、中国科学院昆明植物研究所研究员章成君介绍，基于此，由他领衔的专题攻关组自主开发了基于系统发育框架的动态鉴定融合新基因的流程。　　此次研究中，章成君、周艳丽等人利用我国最主要的粮食作物中稻属的多个基因组数据，在最年轻的分支上选取了4个目标物种，共鉴定到310个融合基因。其中粳稻、籼稻、非洲栽培稻和短舌野生稻分别含有80、62、67和43个物种特异的基因。通过基因组重测序分析，他们发现这些物种特异基因在群体中的固定频率分别为31.8%、15.4%、21.5%和93.3%，这可能对物种的适应性演化起着至关重要的作用。　　研究人员进一步以粳稻为例，分析发现约有三分之一的融合新基因与其母基因有相似的表达模式，约三分之一的融合新基因具有分化的新表达模式。用基因编辑技术CRISPR/Cas9敲除实验表明，无论表达模式分化与否，融合基因都能介导表型效应，从而影响物种的适应性。　　此项工作有望在大数据时代为融合基因的研究奠定方法和理论基础，并对未来优质水稻育种产生重要影响。

8月末，华大基因基因检测在感染性疾病方面取得了新突破，推出了一款名为“PTseqTM呼吸道感染病原微生物靶向高通量基因检测”的产品，重新定义病原测序产品的应用方向，将重点放在呼吸系统感染的核心需求上，积极推动了感染性疾病的精准诊疗发展。呼吸道感染是临床最常见的感染性疾病之一，其病原组成复杂多样，约50％的患者很难明确病原体。因此，进行及时准确的病原学诊断，尽早确定目标病原并进行针对性用药治疗，是改善患者预后、降低病死率和后遗症发生率的关键。因此，华大基因积极研发基因检测产品，帮助医疗机构实现呼吸道感染病原体的精准诊断。华大基因基因检测推出的这款产品利用了国产自主测序平台、专利引物设计系统以及独有的污染校正算法，基于tNGS技术进行检测。它不仅具备了测序技术的广谱性优势，还兼具了多重PCR技术的高灵敏度优势，同时也具备了检测性能与高性价比。其检测范围涵盖了268种靶标，包括227种病原微生物、30种耐药基因和11种毒力基因。它不仅能够覆盖95%以上的呼吸道感染常见核心病原体，还可以进行重点耐药基因和毒力基因的鉴定。华大基因基因检测产品能够全方位地帮助患者制定个体化的抗感染治疗方案，降低耐药性的发生风险，助力呼吸道感染的精准诊疗。此外，华大基因基因检测产品具有高性价比、省时省力的特点，聚焦患者核心需求，可以一步到位进行DNA病原体+RNA病原体检测，价格远低于mNGS检测技术。从收到合格样本到报告出具，整个检测流程只需不到18小时。基于华大基因mNGS产品PMseq®十年检测积累的大数据，这款华大基因基因检测产品采用靶向高通量测序（tNGS）技术，使其在有效性和性价比之间取得了平衡，提升精准防控感染的技术可及性，为更多呼吸道感染患者精准诊疗提供另一种选择，普惠大众。这款产品将成为华大基因病原微生物检测产品体系的有力补充，推动感染性疾病的精准诊疗发展。一直以来，华大基因基因检测利用先进的测序技术，致力于为患者提供更加精准、高效和经济的感染性疾病诊断产品。通过提供准确的病原检测结果和个体化的治疗方案，华大基因基因检测产品为患者提供更优的治疗选择，帮助医疗机构更有效地应对呼吸道感染等感染性疾病。该产品的发布，为未来的感染性疾病诊疗研究提供了更广阔的空间。