克萊格·文特爾(克雷格·文特爾)

克萊格·文特爾

克雷格·文特爾一般指本詞條

克萊格·文特爾,美國生物學家,被很多人稱為生物學界的“壞小子”,他曾經公然挑戰 “國際人類基因組計畫”,並用霰彈槍法為基因測序。

基本介紹

  • 中文名克萊格·文特爾
  • 外文名:John Craig Venter
  • 別名:奎格·文特或克萊格·凡特
  • 國籍:美國
  • 出生地:美國鹽湖城
  • 出生日期:1946年10月14日
  • 職業:生物學家及企業家
個人資料,個人經歷,

個人資料

姓名:克萊格·文特爾
性別:男
出生年月:1946年10月14日
國籍:美國
職業:生物學家
信仰:基督教

個人經歷

文特爾的研究經歷卻遠非一帆風順的。1946年,文特爾在鹽湖城降生,不久全家移居到了加州的密爾布萊,文特爾就在這裡長大。
曾在游泳隊中打破過游泳紀錄,卻差點因學習成績不好而退學。他整天不是追女孩就是去衝浪。他弟弟,如今擔任美國宇航局設計師的基恩說,“他當時在學習上沒什麼動力,他對這些根本不上心。”
克萊格·文特爾
科學怪獸克萊格文特爾
越戰爆發之後,他曾受徵召加入美國海軍。在新兵智力測試中,他得了最高分35000分,此後接受了醫院醫護兵的訓練,並被派往越南戰場,他對戰爭深惡痛絕,一直在設法回國。但越戰對他影響很大,他因此意識到生命的珍貴。文特爾憑著自己的聰明,終於找到了一個離開越南的藉口,回到了加利福尼亞。
越戰結束後,他才奮發學習,開始修讀大學課程。不過他上的大學和他上的中國小一樣,都屬於二三流水平。他的學術生涯是從進入加州一所稱為聖馬帝奧學院的社區大學開始。之後文特爾在加州大學聖地亞哥分校得到了三個學位,分別是1972年的生物化學學士,與1975年的生理學及藥理學哲學博士。
雖然上的大學無法和哈佛等常青藤聯盟相比,然而工作以後,文特爾所到之處卻能威震朝野。
一人單挑6國科學家
第一次大幅關於他的報導是成立塞萊拉基因公司,與人類基因組計畫唱對台戲。人類基因組計畫是由美國科學家於1985年率先提出,於1990年正式啟動的。美國、英國、法國、德國、日本和中國等6個國家的頂級科學家共同參與了這一價值達30億美元的人類基因組計畫。按照這個計畫的構想,在2005年,要把人體內約10萬個基因的密碼全部解開,同時繪製出人類基因的譜圖。但是到1997年, 在耗費了巨額資金和一半預定時間之後,多國合作小組僅完成了3%的測序工作。
在人類基因組計畫進行的同時,文特爾創立了塞萊拉基因公司,並宣稱他將在無政府投資條件下早於多國合作小組完成人類基因組計畫。就在1991年,文特爾開發出新的測序技術,採用了如“散彈槍”等一系列新的方法並很快真的追上了多國合作小組。看到自己即將失利, 多國合作小組在美國總統柯林頓的撮合下開始與塞萊拉合作, 在2000年6月完成了90%, 2001年初完成了99%的人類基因組草圖。
美國基因學家克雷格·文特爾被很多人稱為生物學界的“壞小子”,他曾經公然挑戰 “國際人類基因組計畫”,想將人類基因組圖譜申請成專利並從中謀利;他又想利用基因技術製造自然界前所未有的新物種。面對人們的指責,文特爾依舊我行我素,因為文特爾對基因研究一直有自己獨特的看法:“基因沒有好壞之分。”
挑戰國際人類基因組計畫
1990年10月,國際人類基因組計畫啟動,美、英、日、法、德、中六國相繼加入其中,按最初的構想,該項目將耗資30億美元,在 2005 年完成全人類基因組的測序工作。
然而,1998年5月,生物學怪傑克雷格·文特爾的介入打亂了“人類基因組計畫” 的原有步調。在帕金·埃爾默公司3.3億美元投資的支持下,文特爾組建了塞萊拉公司——一個私營性質的基因研究機構。文特爾“狂妄地”聲稱,要在3年內完成人類基因組的序列測定,目的是搶在“國際人類基因組計畫”前完成,以便將人類基因組圖譜申請成專利,靠壟斷人類基因組信息來謀利。
當時,由政府支持的人類基因組工程已經花了八年時間,僅排定了3% 的基因組。所以大部分參與“人類基因組計畫”的科學家對文特爾的話持懷疑態度,認為他只是在吹牛。不過,美國國家人類基因組研究所還是加快了研究進度,他們發表聲明說,“人類基因組計畫”的全部基因測序工作將比原計畫提前兩年,即在2003年完成。
文特爾領導的研究小組很快向全世界證明了自己的實力:一年過去,塞萊拉公司在基因組研究方面取得了一個又一個突破,似乎真的走到“人類基因計畫”的前面。2000年4月6日,塞萊拉公司突然宣布完成了基因測序工作。4天后,美國國家人類基因組研究所所長弗朗西斯·科林斯發表聲明說,塞萊拉的測序結果值得懷疑,他們本該對基因測序數據核查10次,卻只核對了3次。
不論塞萊拉的測序結果是否足夠成熟,它有如神助的進度迫使國際人類基因組計畫於2000年5月10日宣布,基因測序工作的完成時間將再度提前,從原定的2003年6月提前至2001年6月。“公”、“私”兩組研究人員之間的競爭日趨白熱化。
用霰彈槍法為基因測序
文特爾之所以敢與“國際人類基因組計畫”叫板,其實是有備而來。雖然在此之前文特爾並不廣為人知,但他已經在基因測序方面積驟了相當的科研實力,並掌握了一種獨特、快速的基因測序方法。
文特爾早期的生活經歷也頗具戲劇性。1947年,中學畢業後,文特爾參加了海軍醫院兵團,相繼在聖迭戈大學獲得生物化學學士學位,幾年後又獲得生理學和藥理學博士學位,從此走上了科研之路。
後來,作為國家衛生研究院的一名科研人員,他率先開創了一條技術捷徑,極大地推動了對基因的探索。不過,文特爾的特有性格讓很多人不舒服,因為喜歡獨斷專行,有的同事甚至稱他為希特勒;和其他謙虛的科學家不同,文特爾特別喜歡舉行新聞發布會,他的研究也全部向記者公開,來者不拒。
1995 年,文特爾首先對一個完整的細菌基因組進行了測序,並破譯了一種稱為“流感嗜血性桿菌”的細菌的 DNA,這種細菌會引起肺炎和常會致命的小兒腦膜炎。這項工作讓他超越對手走在了前面,也讓國家衛生研究院的官員感到難堪,這些官員曾拒絕為這個項目提供資助,理由是文特爾想利用的那種新奇方法──稱作“完整基因組霰彈。
“槍式測序法”──不會管用。
事實證明,完整基因組霰彈槍式測序法是一種很強有力的方法,這個方法把一個細胞的所有基因粉碎成無數個 DNA 小片段,以供測序機“破譯”。計算機處理由此生產的瑣碎數據,並把密碼一點點拼接成完整的基因組序列。這種方法只是對以往“快速標籤測序法”的一種改進,但他把大量工作交給計算機後,大大提高了基因測序工作的速度。諾貝爾獎得主詹姆斯·沃森,對文特爾的批評很多,但他也承認文特爾的發現是“科學上的偉大時刻”。
與對手一起站在領獎台上
文特爾想把人類基因組申請成專利的想法受到了全世界的指責,然而,人們還是不得不看著他一步步走向成功。為阻止人類基因組專利落入文特爾之手,2000年3月14日,當時的美國總統柯林頓和英國首相布萊爾聯合發表聲明,宣布兩國政府都支持把基因組數據向全世界免費公開,文特爾想壟斷基因組專利的企圖受挫。但是,美國曾有認可基因專利的先例,如何回報文特爾研究工作的應有價值成為棘手問題。
2000年4月,“人類基因計畫”非官方領導人弗朗西斯·科林斯給美國能源部負責指導“人類基因計畫”的科學家帕特里諾斯打電話,向他分析了基因組破譯的形勢,建議由政府出面,達成公私兩大研究組織的和解,這樣對整個人類基因圖譜的繪製將是個極大的促進。
此後幾個月,科林斯和文特爾開始了秘密接觸,由於“人類基因計畫”有落後之嫌,所以科林斯面臨巨大壓力,雙方爭論的焦點是:這一具有科學裡程碑意義的榮譽究竟應該劃到誰的頭上?誰的基因組排序更完整、更準確、更有用?這一人類最重要的數據是否應該免費向全球開放?
雙方討價還價,有時候甚至吵得不可開交,柯林頓總統也親自過問此事,他給科學顧問尼爾·雷恩寫了一個簡短的指令:“安排一下,讓這些傢伙攜起手來。”經過三次談判,文特爾最終放棄了申請專利的要求,雙方達成了協定:同時聯合宣布成功繪製出人類基因組草圖。
2000年6月26日,時任美國總統的柯林頓在白宮鄭重宣布,“人類有史以來製作的最重要、最驚人的圖譜”——人類基因組草圖完成。站在克林身邊的有兩位科學家,一位是一直為政府服務的弗朗西斯·科林斯,另一位則是政府不得不邀請的克雷格·文特爾。
2001年2月,文特爾小組所做的人類基因組測序報告發表在《科學》雜誌上,科林斯帶領的公共資金支持的實驗室聯合體的報告同時發表在《自然》雜誌上——兩個研究組織同時公開他們的研究成果,但不是聯合研究的成果。私人公司公開與公共研究機構叫板,最後與對手一起站在領獎台上。
1000美元繪製個人基因圖譜
人類基因組競賽使文特爾出了名,不管他的對手對他炫耀賣弄的做法多么的討厭,他們也不得不承認文特爾已經凌駕於他們之上。費城的科學信息研究所通過跟蹤科學家發表的作品被同行引用的頻繁程度來衡量其影響,根據該研究所提供的資料,文特爾在分子生物學家當中屬於最優秀的 0.05% 那部分。
可是,由於沒能申請到人類基因組的專利,塞萊斯公司的股票一落千丈,公司運營出現了極大的困難。為了挽救公司,克雷格·文特爾提出了一個新的更為雄心勃勃的計畫——以1000美元的價格為每個人測序基因組。文特爾承諾說,任何人只要付1000美元,就可以得到自己的基因圖譜。每個人只要有了自己獨一無二的基因圖譜,不僅他的醫療保健將更加準確和有針對性,甚至他的法律、商務活動都有了可以依據的保障,因為別人是無法模仿他的基因的。
文特爾還透露說,塞萊斯公司公布的人類基因組圖譜基本上就是他自己的個人基因圖譜。雖然,當時塞萊斯公司稱,其研究人員從20名捐獻者選出來自不同種族的5個人,然後根據他們的基因繪製出基因組圖譜。但實際上,文特爾本人的基因對這份測序圖貢獻最大。
媒體指責文特爾以自己的基因圖譜冒充全人類的基因圖譜(從科學上講這樣做沒有什麼不同,採用不同人種的基因來測序主要是出於文化和解上的象徵意義),文特爾則辯解說,測序自己基因組的原因有兩個,一個是對科學的好奇心,因為可能每個人都對自己的基因組感興趣;其次是責任感,因為被測序的人,其基因隱私將會公諸於世。作為人類基因組測序的積極推動者,文特爾認為他有責任做被測序的第一個志願者。
但是,收費繪製個人基因圖譜的計畫進行的並不順利,一方面基因測序的成本並沒及時能降到一個可以接受的水平,另一方面,願意來“嘗鮮”者太少。塞萊斯公司依舊處於經營困境之中。文特爾的末日在2002年1月時降臨了,公司董事會投票,一致同意將其開除。他當時只好深更半夜悄悄地溜進自己的辦公室收拾東西,灰溜溜地離開自己一手建立起的塞萊斯公司。
製造新生物
離開塞萊斯公司後,文特爾逃避到了他那艘95 英尺長的新遊艇“魔法師二號”中,情緒非常低落。在遊艇上,文特爾跟客人說,“我可能會自殺,即使不自殺,也要得病而死。”他嘗試過購物療法,購買了一棟500萬美元的別墅,外加一個帶有2.75米高的人工瀑布的漂亮游泳池。別墅高居在山腰之上,俯瞰加勒比海。但是,這種好生活使他越加煩躁不安。
文特爾的兄弟加里提到過那段時光,他說:“我看見克雷格在船甲板上,喝著雞尾酒,他想試著過一種安逸的生活,但這情形只能維持一個小時……這樣的生活看來要使他發瘋了。”
只過了幾個月的時間,當初那個克雷格又重出江湖,回到了科學研究工作中。2002年4月份,他為克雷格·文特爾科學基金會揭幕。文特爾把他從塞萊斯公司拿到的1億多美元捐給了基金會,該基金會將從事對基因的非營利性研究。
文特爾宣布,如今他已經有了新的理想,這個理想可能是科學的終極目標:創造新的生命形式。文特爾計畫利用可以得到的DNA小片段,合成最小和最簡單的基因組──一條實驗室製造出來的、只有300個基因的螺旋線,並將它嵌入已經被剔除了遺傳密碼的細菌之中。然後觀察這微小的細菌是否完全按照由文特爾簡化的生命進程“活起來”,並開始移動、新陳代謝和繁殖。
如果該計畫取得成功,世界上就將產生一種新的生物。他為自己制訂了創造細菌的宏大計畫。他把它稱為“A 原型”,打算利用它作基體,構造出一組更大、更複雜的細菌,為的是能找到成本更低、效率更高的藥品和化學品的生產方法。
在文特爾最簡化基體的基礎上製造出的其它細菌,將有助於緩解人類在環境和能源方面遇到的難題。它們將捕獲二氧化碳,遏制溫室效應。它們能清理核廢料,並產生大量氫原子,將徹底改變全球能源經濟的面貌。此外,能源部長亞伯拉罕在一次新聞發布會上證實,美國政府已經加入了他的計畫,能源部已經動用1,200萬美元納稅人的錢支持文特爾的冒險。亞伯拉罕說,“這些夢想並非科幻小說。這種研究使我們的未來發生變革的可能性是巨大的。”
到海洋深處淘寶
不久前,文特爾突發奇想,把自己的專用遊艇“魔法師二號”改裝成研究船。他率領旗下研究人員遠征英屬百慕達群島附近馬尾藻海,準備就地取材,繪製能在馬尾藻海生態系統中找到的所有微生物的基因組序列圖。
文特爾說,科學家通常是以實驗室培養的方式研究微生物,可是能夠在實驗室里培養的微生物與整個生態系統中的微生物數量相比簡直微乎其微。文特爾指出,海洋中的微生物基因寶庫,可任由他們抽取DNA,完全不必培養。而利用基因組定序這項工具,他們能夠找到大量的新微生物。
目前,文特爾等人取得了一系列重要發現,他們至少找到了1800個新物種,以及超過120萬個新基因。其中782個基因的蛋白質產物對光敏感,可能蘊含微生物將陽光轉化為能量的秘訣。此外還有約5千個新基因,其功能涉及將化合物中的氫原子釋放出來,而氫氣正是人類急需的新型能源。文特爾表示,這些新發現的基因組序列都將免費向公眾開放。
文特爾表示,這些新發現的基因將為他合成新生物提供更多基因素材,創造出有利用價值的新生物可能已經為時為不遠。文特爾製造新生物的計畫再一次遭到了廣泛的指責。人們擔心他創造出來的新生物會改變整個生物界自然地進化過程,也有人擔心他的發明會被恐怖分子所利用。但文特爾依舊還是我行我素。”

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