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“0”和“1”組成的二進(jìn)制語言，能夠編碼出各類電腦軟件和手機(jī)程序；生命同樣由一串“遺傳密碼”編寫而成，只不過基本字符換成了四種不同的堿基（ATCG）。

在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，“極客”用來形容那些對計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有著狂熱興趣，并投入大量時(shí)間鉆研的人，例如公眾耳熟能詳?shù)氖返俜颉滩妓梗⊿teve Jobs），比爾·蓋茨（Bill Gates）等。而在基因領(lǐng)域，也有類似“極客”的存在，其中最厲害的當(dāng)屬這位1946年出生于美國猶他州鹽湖城的克雷格 · 文特爾（Craig Venter）博士。

對很多人來說，文特爾這個(gè)名字也許并沒有那么熟悉，但他干過的事兒卻是一件比一件轟動(dòng)。

險(xiǎn)些壟斷人類基因組

1985年在美國能源部的會議上，科學(xué)家提出“人類基因組計(jì)劃”（Human Genome Project），計(jì)劃在2005年完成人類約2.5萬個(gè)基因的測序工作，繪制出人類基因圖譜，破譯生命遺傳密碼。

事實(shí)上，這項(xiàng)計(jì)劃最終提前2年便全部完成，甚至早在2001年就發(fā)表了人類基因組的工作草圖。這項(xiàng)里程碑式成就加速完成的背后，不僅有來自于科學(xué)技術(shù)發(fā)展的助力，和美、英、德、法、日、中六國的共同努力，還有一部分原因在于文特爾的競爭和挑戰(zhàn)。

早期在美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）工作時(shí)，文特爾就對基因測序著迷，打算使用一種名為 ESTs（expressed sequence tags）的技術(shù)，通過基因表達(dá)用的 mRNA 反轉(zhuǎn)錄生成 cDNA，進(jìn)而測得人類腦中表達(dá)的基因，并申請專利，只不過他的這個(gè)計(jì)劃遭到 NIH 的拒絕。

文特爾并不是一個(gè)會輕易放棄的人，尤其是在他癡迷的基因方面。人類基因組計(jì)劃進(jìn)度緩慢，到1997年，計(jì)劃時(shí)間已過半，卻只完成了3%的測序工作。文特爾看到一絲機(jī)會——如果他先于人類基因組計(jì)劃完成測序工作，他依舊有機(jī)會申請人類基因相關(guān)的專利。

于是，文特爾在1998年創(chuàng)立了 Celera Genomics，聲稱要利用“shotgun sequencing”的方法（鳥槍法）在3年內(nèi)完成人類基因組測序。這個(gè)方法會先將基因組打散成為多個(gè)短片段，然后分別測序，并通過不同片段之間重疊的部分，在計(jì)算機(jī)的幫助下拼接出完整的基因組序列。

早在1995年，文特爾就利用“shotgun sequencing”搶在 NIH 前，破譯了流感嗜血性桿菌（Haemophilus influenzae ）的遺傳信息。但領(lǐng)銜人類基因組計(jì)劃的 NIH 認(rèn)為，人類基因組遠(yuǎn)比細(xì)菌要復(fù)雜，文特爾的方法并不能準(zhǔn)確地勝任人類基因組測序的工作，所以在人類基因組計(jì)劃中并沒有采用。

不管是擔(dān)心被“打臉”，還是害怕文特爾真的搶先完成測序，將人類基因組申請專利占為己有，人類基因組計(jì)劃都加快了測序的進(jìn)度，并在2000年3月由美國和英國聯(lián)合發(fā)表聲明：最終得到的人類基因組序列數(shù)據(jù)將對全世界免費(fèi)公開。3個(gè)月后，時(shí)任美國總統(tǒng)克林頓在白宮宣布人類基因組工作草圖的完成，其身邊的兩位科學(xué)家分別是 NIH 院長弗朗西斯·科林斯（Francis Collins）和文特爾。

來年2月15日，人類基因組計(jì)劃在《自然》雜志發(fā)表人類基因組的測序報(bào)告；第二天，文特爾團(tuán)隊(duì)也在另一頂級雜志《科學(xué)》上公布其研究成果。

盡管文特爾公然挑戰(zhàn)公益性質(zhì)的人類基因組計(jì)劃，并自私自利地想要將人類基因?qū)＠紴榧河械淖龇ㄊ艿饺澜绲闹肛?zé)，但他在晚于人類基因組計(jì)劃8年的情況下，與六國科學(xué)家?guī)缀跬瑫r(shí)完成了整個(gè)基因組的測序工作，其在基因領(lǐng)域的造詣和貢獻(xiàn)是不容忽視的，還有不少人稱他為“人類基因組之父”。

通過測序獲得基因信息以后，大膽的文特爾又做出了另一個(gè)震驚世界的舉動(dòng)——合成生命。

在爭議中創(chuàng)造生命

2005年6月，文特爾創(chuàng)立 Synthetic Genomics，Inc.（SGI），并擔(dān)任執(zhí)行主席兼聯(lián)席首席科學(xué)家，專注于使用合成基因組技術(shù)開發(fā)產(chǎn)品和解決方案，例如改造微生物以生產(chǎn)清潔能源和化學(xué)藥品等。

但僅僅改造和工程化微生物，顯然無法滿足文特爾。

2006年10月，文特爾建立了非盈利的基因研究機(jī)構(gòu)—— J. Craig Venter Institute (JCVI)。除了研究基因組醫(yī)學(xué)、環(huán)境基因組分析、清潔能源、合成生物學(xué)、基因組學(xué)之外，JCVI 還研究基因組學(xué)的社會意義，涉及道德、法律和經(jīng)濟(jì)學(xué)。

4年后，文特爾率領(lǐng) JCVI 的研究團(tuán)隊(duì)對外宣布，他們成功創(chuàng)造了世界上首例人工合成的生命結(jié)構(gòu)——化學(xué)合成修改過的“絲狀支原體絲狀亞種”（Mycoplasma mycoides）DNA，導(dǎo)入受體細(xì)菌（山羊支原體）中，經(jīng)過生長、分裂后產(chǎn)生正常細(xì)胞和只含有人造基因組的細(xì)胞。在細(xì)胞之后的繁殖過程中，借助抗生素殺死正常細(xì)胞，篩選出“人造生命”。

文特爾為他創(chuàng)造的“人造生命結(jié)構(gòu)”起名“辛西婭”（Synthia），意為“人造兒”，其基因組不僅包含約901個(gè)基因，還有4個(gè)被人為寫入的“水印”，便于以后的追蹤和識別：

1. 帶有標(biāo)點(diǎn)符號的字母表代碼；

2. 46位杰出科學(xué)家的名字；

3. 三個(gè)引號；

4. 屬于這個(gè)細(xì)胞的秘密電子郵箱。

隨后，文特爾不斷優(yōu)化“辛西婭”，將其基因組及901個(gè)基因分成八個(gè)部分，在每個(gè)部分的開始和結(jié)尾添加了相同的DNA標(biāo)簽，這使得他們可以將這些部分作為獨(dú)立的模塊處理，易于重新組裝。通過依次去除一個(gè)部分、刪除一些 DNA，然后重新組裝完整的基因組，并重新插入受體細(xì)胞，看看它是否能夠產(chǎn)生活細(xì)胞。如果改變的基因組不可行，則缺少的基因?qū)?xì)胞來說是必要的。研究人員還通過插入轉(zhuǎn)座子來破壞其功能，同樣也可以評估微生物中基因的必要性。

通過這些方法，文特爾團(tuán)隊(duì)能夠系統(tǒng)地刪去具有非必須功能、或重復(fù)另一個(gè)基因功能的基因。在設(shè)計(jì)和測試了數(shù)百個(gè)構(gòu)建體，并經(jīng)歷只有“辛西婭”一半大小的 Syn 2.0 的迭代之后，終于在2016年3月25日成功建立了Syn3.0。

Syn3.0 擁有任何活的生物體中，基因數(shù)量最少的（合成）基因組，僅包括473個(gè)生命活動(dòng)所必需的最基本的基因。在剝離了所有不必要的基因以后，這種精簡的、能夠快速繁殖的細(xì)胞有望成為研究人員的寶貴工具，在此基礎(chǔ)上可以加入想要實(shí)現(xiàn)的任何功能。

很顯然，創(chuàng)造生命的做法過于超前，文特爾也因此飽受爭議和質(zhì)疑。但對他來說，來自公眾的非議并不會妨礙他對基因和生命的探索。對基因癡狂的文特爾還希望從基因的角度解釋更多問題，這其中還包括疾病。

探索基因與疾病的關(guān)系

于是乎在2013年，文特爾在美國加州圣地亞哥創(chuàng)立了 HLI（Human Longevity Inc），利用基因測序分析、臨床成像和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)提供定制化的個(gè)人健康信息。

不同于當(dāng)時(shí)和人類基因組計(jì)劃競爭時(shí)期，文特爾需要花費(fèi)1億美元，耗時(shí)9個(gè)月才能完成第一次人類基因組測序工作。如今的 HLI 只需要2000美金，就能夠在15分鐘內(nèi)完成一組人類基因組測序。

但僅僅是基因測序還不夠，文特爾希望利用數(shù)據(jù)分析，進(jìn)一步探索基因與人體、以及疾病之間的聯(lián)系。目前 HLI 已經(jīng)可以通過基因組數(shù)據(jù)，預(yù)測長相、身高、發(fā)色、體質(zhì)指數(shù)等基本信息，甚至還能洞悉病變的血管、有缺陷的神經(jīng)等身體狀況。

只不過目前人類對于基因組的了解相對淺薄，還難以充分利用遺傳信息的潛能，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)上的突破。例如文特爾自己基因組里一個(gè)名為 CETP（膽固醇酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）的基因存在有益突變，能夠改善膽固醇水平，降低心臟病和心絞痛等疾病發(fā)作的風(fēng)險(xiǎn)，但醫(yī)藥公司針對該基因研發(fā)的降膽固醇藥物，都沒法發(fā)揮和突變類似的作用。這說明 CETP 背后還有更多不被了解的調(diào)控機(jī)制和秘密，基因遠(yuǎn)比人類已知的要復(fù)雜。

因此，文特爾和 HLI 的目標(biāo)是為至少百萬個(gè)基因組測序，并通過這些數(shù)據(jù)對比分析，去理解基因與疾病或藥物反應(yīng)之間的關(guān)系，并通過核磁共振成像（MRI）等技術(shù)建立遺傳信息與人體之間更加緊密的聯(lián)系，以找到預(yù)防和治療心臟病、癌癥等重大疾病的線索。

不僅如此，對基因抱有執(zhí)念的文特爾希望在未來，每個(gè)人都能基于自己的基因組序列獲得個(gè)性化的醫(yī)療護(hù)理，實(shí)現(xiàn)這家公司名稱里的愿景——更加健康和長壽。當(dāng)然，就現(xiàn)階段而言，這個(gè)想法還是太貴了。

文特爾略顯瘋狂、激進(jìn)的想法讓他常常飽受質(zhì)疑，但不可否認(rèn)他在基因領(lǐng)域做出的重要貢獻(xiàn)。而在各種褒貶以外，這位讓人又愛又恨的“基因極客”對基因領(lǐng)域的進(jìn)步，甚至全人類的發(fā)展都影響巨大，也應(yīng)該被人們記住。

參考文獻(xiàn)：

[1]Fleischmann, Robert D.; . . . Venter, J. Craig (July 28, 1995). "Whole-Genome Random Sequencing and Assembly of Haemophilus influenzaeRd". Science. 269 (5223): 496–512.

[2] Venter JC, et al. The sequence of the human genome. Science. 2001 Feb 16;291(5507):1304-51.

[3]Commins, J., Toft, C., Fares, M. A. - "Computational Biology Methods and Their Application to the Comparative Genomics of Endocellular Symbiotic Bacteria of Insects." Biol. Procedures Online (2009). Accessed via SpringerImages.

[4] Craig Venter - Wikipedia.

[5] Venter, J. Craig (October 18, 2007). A Life Decoded: My Genome: My Life. New York, New York: Viking Adult. ISBN 978-0-670-06358-1. OCLC 165048736. editor Roger Highfield.

[6]Venter, J. Craig (October 17, 2013). Life at the Speed of Light: From the Double Helix to the Dawn of Digital Life. New York, New York: Viking Adult. ISBN 9780670025404. OCLC 834432832. editor Roger Highfield.