基因研究,是前沿科學,代表著高新技術發展方向,吸引大批科研人員攻堅。鄭洪坤的團隊正在做的研究,就是發現基因數據背後的“知識”,繪出了全世界第一張獼猴桃的基因組圖,搭建中國第一個基因大數據雲計算平臺,讓基因科技從偏重實驗研究逐步向產品化發展,使傳統行業能用上基因科技,讓老百姓享受基因科技應用成果。
獨創的東西才能在市場站穩腳
2001年大學一畢業,鄭洪坤就去了國內最早從事基因測序的華大公司,一干就是8年。8年間,他從一名最基層的技術員做起,培養出了嚴謹的科學家思維和敏銳的市場化眼光,坐到了副總經理的位置。
2007年,行業內出了一項新技術——高通量基因測序。這項技術的出現,一下就把基因測序的檢測成本降低了很多。也就是在這一年,華大公司也面臨轉型,鄭洪坤被派了新任務,從技術崗位轉到了營銷崗位。
“我是一個想法很多的人,但當時在華大覺得自己的很多想法實現不了,施展不開拳腳,索性就辭職了。”2009年,剛剛29歲的鄭洪坤拉上了5名同事,組成自己的團隊,“想趁著自己還年輕,出去闖一闖。”
6個人,有技術、有營銷,是一個比較成熟的團隊。之前在華大,鄭洪坤已經在業內有了很好的口碑,所以公司剛起步的時候,就接到了不少項目,開頭並不難。
為了讓公司能穩步發展,第一年,他們每個人每個月只領2000元的工資,基本上只夠吃飽飯的。可鄭洪坤並不覺得苦,他已經對創業做好了充分的準備。
那些年,基因測序技術進入國內時間不長,市場正在蓬勃發展,許多人看到了其中的創新創業機會,鄭洪坤前後,就有數名華大公司骨幹離開公司去單獨創業。想法多、熱衷創新的鄭洪坤告訴同伴:“我們得有自主獨創的東西,才能在這個市場站穩腳跟。”
簡化基因組測序技術,就是鄭洪坤帶領團隊自主研發的新技術。這項技術的核心在於如何準確篩選出基因組中那1%最具有代表性的基因。
比如人類要找到控制身高的基因,如果只找一個高個子的,再找一個矮個子的,這樣對比他們的基因是看不出問題的,必須得找一堆高個子和一堆矮個子的基因來對比,也就是群體基因開發。
但一個人的基因本身就很多,如果每項都要檢測,成本太高了,根本測不起,所以就得從每個人身上選取1%最具有代表性的基因來檢測,從而確定到底是哪項基因決定了身高。鄭洪坤團隊新研發的這項技術,就能精準地挑選出這1%最具代表性的基因進行檢測,從而實現成本大幅度的降低。
第一年就有了自主創新的技術,直到現在,這項技術都是他們的核心競爭力。
繪出全世界第一張獼猴桃基因組圖
鄭洪坤給自己的公司取名為“百邁客”,是從單詞BIOMARKER音譯過來的。BIOMARKER是生物技術領域的專有名詞,是一種生物標誌物名稱,“我們公司的工作就是圍繞BIOMARKER。”
對鄭洪坤來說,BIOMARKER還有一個特殊的含義,bio有生物技術的意思,marker可以翻譯成標誌物,“我就想把公司做成行業裡的標杆!”
但在當時,國內的生物產業還遠遠落後於國際水平。中國科學家要想迎頭趕上,困難重重。
2011年,一個合作伙伴找來,想做獼猴桃的基因組項目,繪製獼猴桃全基因組圖譜。
獼猴桃本來就是中國產的,由新西蘭引種改良成了奇異果,拿到全世界去賣。獼猴桃又被稱為“水果之王”,維生素C的含量非常高,繪製基因圖譜,可以找到決定維生素C含量的基因。
“對我們來說,獼猴桃變奇異果就是基因資源流失的例子,應該從基因組的範疇扳回一城。”鄭洪坤有個大膽的想法:讓全世界第一張獼猴桃的基因組圖,從中國的科學家團隊手裡做出來!
項目第一時間啟動。鄭洪坤配備了一個四人的實力團隊,另外把專門做基因組組裝的合夥人和技術骨幹,全都放進了獼猴桃項目組。
有一個已知的對手擺在那——新西蘭一家基因測序機構,早在2008年就有上百人的科研團隊開始研究獼猴桃基因組,但一直沒有成功,主要是碰到了一些技術難題,卡殼了。
一定要搶在前面!鄭洪坤還是有信心的,他覺得自己的公司在技術上是有優勢的。獼猴桃項目的最大難點在於,它是木本植物,雜合度很高,父本和母本的基因差別很大,而怎麼準確把基因連接起來,匹配成功,則是最大的難點,這也是整個行業公認的難題。新西蘭的科學家團隊也是卡在了這個難題上。
整個團隊沒日沒夜,分析每一個基因片段,和時間賽跑。鄭洪坤也把大量的時間和精力投入到獼猴桃基因組項目中。2013年,全球第一張獼猴桃全基因組圖譜面世!僅用了不到兩年的時間!
項目組寫好了論文,投到學術界享有盛譽的英國《NATURE》(《自然》)系列雜誌。但沒想到,論文發過去了半年,竟沒有一絲迴音。
團隊成員都很著急,去問雜誌社,因為正常情況下,兩個月就能出結果。雜誌社編輯答覆:按照規定,每篇論文都要經過行業內的三名專家審核,而其中一名審稿人遲遲沒有給雜誌社反饋,雜誌社也很無奈,最終決定更換審稿人。
鄭洪坤告訴記者,他後來才知道,這位遲遲沒有給出反饋的審稿人,就是新西蘭獼猴桃基因組研發團隊的科學家!
“當時真是被嚇得一激靈!我們的研究成果竟然在對手手裡,那種心情真是沒法說,心裡懸著一顆石頭。”幸好,好事多磨,就在雜誌社更換了審稿人後,反饋隨之而來:獼猴桃基因組的研究論文將在《Nature Communications》系列雜誌上發表!
獼猴桃基因組文章在《Nature Communications》雜誌上成功發表,大大鼓舞了團隊的信心。
2016年,鄭洪坤公司的白菜和芥菜這兩個基因組項目也取得了實質性進展,繪製出了基因組圖,對農業育種有很大的指導意義。同時,這兩項研究在2016年10月的《NATURE GENETICS》(《自然遺傳》)雜誌上發表論文,還成了當期的封面。
“滿滿的自豪,要知道《自然遺傳》可以說是這個領域最頂級的雜誌,搞生命科學的人,恨不得一輩子的追求就是在這本雜誌上發表論文。”鄭洪坤的團隊一下走到了“世界頂級”,但他們的研發道路並沒有停止。從這以後,公司每年都能在《自然遺傳》雜誌上發表好幾篇論文。
突破基因測序的“天花板”
科技,迭代的速度在不斷加快;作為科技工作者,要不斷地創新以適應。在基因測序行業,有一條規則是:競爭並不在於誰走得快,而在於誰走得遠。
基因測序服務公司已有不少。最初公司會更強調做一些和別人不一樣的產品,但是隨著行業發展成熟,可用的技術就擺在眼前,所有人都能接觸到,想從戰略上做創新比較難。
鄭洪坤不得不面對這一行業的“天花板”,需要“持續創新”。
“80後”的鄭洪坤,與同齡人有過一個相似的愛好:酷愛計算機。上大學時,生命科學其實並不是鄭洪坤的第一志願,他一心想學計算機,但無奈被調劑了志願。可鄭洪坤並沒有因此放棄他的愛好,他在大學裡就自學計算機,學編程、搞數據庫。畢業那年,他連讀研究生所需的200元體檢費都拿不出,當時手裡就剩七八十元了,索性花了60元,報名全國計算機等級考試。這下,鄭洪坤順利考了個四級證書,相當於在大學裡多修了一個專業。
正是這一愛好,為鄭洪坤打開了創新的另一扇窗。
鄭洪坤越做越發現,市場對基因大數據的管理分析需求很大,但各家提供的,基本上都只是數據,沒有人去做整合,更沒有對數據進行分析解讀。這樣一來,數據也就只是數據而已,沒法探究到數據背後的價值。
“其實基因行業與互聯網有很多相似的地方。互聯網是一個技術,可以應用到很多領域,基因也是如此,它可以應用到很多行業中,例如基因+科研、基因+大數據、基因+醫療等。我希望基因科技從偏實驗室、偏研究的領域逐步往與生活關係更密切的產品化方向發展,使傳統行業都能用上基因科技,讓老百姓真正感受到它發揮的作用。”鄭洪坤用“基因+”來形容基因組學造福人類的前景,他深知在龐大的基因數據庫裡其實潛藏著亟待深入挖掘的“富礦”。
愛琢磨的鄭洪坤有了“跨界”的想法:基於大數據,把基因數據管理和解讀整合起來,做成一種服務推向市場。“很想看看基因和大數據碰撞在一起,能撞出怎樣的火花。”
起初,公司的投資人並不同意這個項目,認為回錢太慢,看不見利潤。但鄭洪坤很堅持自己的想法,“基因是個很有用的東西,要把基因從研究領域轉到應用領域上去,這樣人類才能受益。我非常看好這個前景!”
投入了一百多人的研發團隊,歷時三年,鄭洪坤公司研發的中國第一個基因大數據雲計算平臺2014年正式上線。這是一個共享平臺,涉及大數據存儲、雲計算、生物信息、軟件開發等多個交叉學科,研發難度可想而知。鄭洪坤還記得剛開始做的時候,自己把雲計算、大數據、生命科學等各個領域的精英集中在一起,“但他們互相都聽不懂對方在說什麼,很難把各自的想法融合在一起。”中途好些人退出,又不斷地有新人進來,在反覆的磨合和頭腦風暴後,才有了這個雲計算平臺的誕生。
這是一個大數據提煉為“知識”的平臺。所謂“知識”,就是指基因片斷的作用,如某種基因會導致某種基因疾病等。在雲平臺裡,不僅科研人員能夠進行基因數據分析存儲,從事生物信息技術的研發人員,也可以把自己開發的應用軟件上傳到雲端共享,而隨著用戶數據的不斷積累,雲計算平臺也具有了自我迭代的能力。
目前,雲計算平臺為醫學健康、農業育種等領域的兩萬餘用戶,提供了基因數據存儲、分析、共享等業務。平臺集成了8個基因大數據庫,100多款分析軟件以及大量文獻和雲課堂。
鄭洪坤說,雲計算平臺現在還只是給科學家和醫生用戶開放使用,等他們都用順暢了,再開放給普通用戶使用,那就意味著進入個人基因組時代,“到了那個時候,每個人測完自己的基因,就會有很多針對個人的精準選擇,像國家推的精準醫療,不同的人治療方案不一樣,就是根據基因的特點,來決定用藥,說到底最根本的不同就是基因的不同。”
如今,鄭洪坤的團隊已由當年的“六壯士”發展成為400餘人的大團隊,吸納了一批國內外知名大學的高精尖人才,每年還吸引50名應屆畢業生加入。公司年產值過億元。鄭洪坤大數據時代的基因夢已經揚帆起航,“未來,我們期待通過雲平臺,發現更多的基因數據背後的‘知識’,讓基因技術更好地造福人類。”
新聞背景
基因測序的價值
基因是指控制生物性狀的遺傳信息,通常由DNA序列來承載。基因也可視作基本遺傳單位,亦即一段具有功能性的DNA或RNA序列。也就是說並不是所有序列都叫基因,基因片段只佔DNA序列總長的不到3%。
基因相當於神奇的密碼,控制著生物的特性。破解這些密碼,得先測定每種生物的DNA序列。
基因測序,將對我們的生活帶來重大改變。基因測序技術應用範圍較廣,主要分為科研服務、醫療應用服務以及非醫療基因檢測服務。其中,醫療應用服務是目前應用基因測序技術中活躍度較高且發展潛力較大的部分,涉及無創產前篩查、遺傳病診斷、植入前胚胎遺傳學診斷、腫瘤診斷等諸多領域。
我國的基因測序技術已發展至第三代,第三代測序技術是指單分子測序技術,對每一條DNA分子進行單獨測序,很好地規避了二代測序的軟肋。
來源:北京日報 記者:駱倩雯
流程編輯:洪園園