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华大基因:从基因资源争夺到高端产业布局

基因,是一种新的有限的战略性资源。开发基因资源已成为发达国家之间激烈竞争的焦点之一。

深圳华大基因研究院(华大基因)惠州基地传出消息,该基地国内首批手工克隆猪即将成熟上市,此举意味着中国基因科学研究在成果产业化方面跨出突破性步伐,也标志着深圳市委、市政府近年优化产业结构、加快高端产业布局开始结出硕果。

华大基因作为深圳进军高端产业的代表,在国际基因领域创造了众多“世界第一”:首份黄种人基因组图谱、首个大熊猫基因组图谱、首个SARS诊断试剂、万种微生物基因组计划等。本文深入深圳华大基因研究院,展示一个脚踏实地发展基础科学、掌控产业上游、参与全球竞争的深圳本土企业。

科技之痛:忽视基因研究曾付出高昂学费

华大基因执行总裁王俊讲述了“樱桃谷鸭”的故事:全球绝大部分鸭子在中国,但遍布全球的培育大型鸭子却来自英国。上世纪50年代,英国农场主发现北京鸭太肥腻,于是育种专家在“樱桃谷”研究出生长快的瘦肉型鸭子,即“樱桃谷鸭”。1991年,该鸭大规模进入中国市场,如今全球每年消费超过25亿只,中国每年花费2亿元购买所谓英国鸭种。

类似情形还有大豆。中国是大豆故乡,美国历史上种植大豆时间很短。上世纪50年代美国大豆患萎黄病,20年后美国科学家在中国找到野生大豆,通过基因技术杂交培育出抗萎黄病品种,使美国成为全球最大大豆出口国。王俊指出,培育该大豆的美国孟山都公司正申请国际专利,一旦获批,中国农民种植大豆可能面临专利侵权,部分大豆甚至无法出口。

科技之难:青年学者集资搞科研

上世纪90年代,发达国家在基因研究领域已取得长足进展,并显垄断之象。当时在国外从事基因研究的杨焕明博士和汪建等人考虑基因反控制问题,因为谁先拥有资源基因,谁就拥有物种话语权。

1998年8月,杨焕明等人回国组建中科院遗传所人类基因组中心。一年后,在伦敦第五次人类基因组测序战略合作会议上,为中国争取到1%的测序任务,中国成为该计划6个国家中唯一的发展中国家。

杨焕明面临的最大问题是资金来源。为筹集启动资金,他们自掏腰包,杨焕明拿出积蓄10万美元用于科研集资,员工陆续捐借400多万元。靠着这笔资金,他们开始了艰难之旅。几位创建人甚至几个月没拿工资,有人家庭财政“严重赤字”。但设备投入仍在进行,最终组建出世界一流的基因测序平台。

2007年,华大移师深圳,在简陋地方继续高端科研。先后完成第一个中国人的基因组序列图谱,启动“国际千人基因组计划”、“大熊猫基因组计划”、“万种微生物基因组计划”和“1000种动植物基因组计划”。2010年,华大科研人员在知名学术期刊发表论文20篇,其中《自然》4篇、《自然》系列4篇、《科学》2篇。

科技之猛:建成超越美国的测序平台

目前华大正在建设配套的每秒2千万亿次、存储100P的计算机系统,计划3年内计算速度升级到万万亿次,存储达E级,标志着世界最大的基因组研究、生物信息分析中心和软件开发平台将在华大建成。

华大在北美的测序中心去年在美国弗吉尼亚州成立,标志着华大基因组和生物信息平台建设从国内向世界迈进。此举在西方国家引起强烈震动,美国《科学进展》指出,“中国建立了测序能力几乎两倍于美国最大基因组研究机构的技术平台”,“华大是可以承担大项目的少数几个世界基因组中心之一”。

华大设想探索与国资体系等资源一道,发展生物基因产业联合体,用5-10年时间,在生物基因领域打造新形态的“中粮集团”、“中国石油”等国家级战略新兴产业大型实体。

科技之乐:青年才俊聚集华大

走进盐田华大基因总部,所有办公区域开放,老总和员工一样,办公设施配置没多少区别。各部门起用年轻人喜欢的称呼:实习培训处叫“华大军校”,科研处叫“特种兵团”。

宽松的企业管理背后是知识管理。内部网上被下载最多的是学习视频、工作方法分享、老师讲义。杨焕明、汪建等学术前辈乐意做这种工作,因为他们本身就是老师。这里崇尚知识,地位等级不受注重。

34岁的王俊是华大学术和产业带头人,全球最年轻的领域科学家之一。他参与创建华大,从1%人类基因组计划到国际千人基因组计划,是华大重大科研成果的主要参与者和核心完成者,已在《科学》、《自然》等顶尖杂志以第一作者或通讯作者发表15篇论文,其中6篇为封面文章。

李英睿和罗锐邦是两位青年学者。李英睿24岁,大二来华大实习,2008年大学毕业后工作仅1年,担任华大科学体系第一负责人,作为炎黄一号生物信息分析主要负责人,其研究成果“第一个亚洲人的基因组图谱”发表在《自然》上,此后两年内发表3篇《自然》系列文章、1篇《科学》,共11篇国际权威期刊论文。罗锐邦22岁,在华南理工大学大三期间以第一作者身份登上《自然》杂志,研究成果《构建人类泛基因组序列图谱》首次发现亚洲人群特有的基因序列,提出“人类泛基因组”概念。

80、90后年轻人在高新技术实验室担纲学科带头人的现象成为国内科研机构一大特色。

科技之美:基因应用迷人前景

王俊透露,华大基因在深圳成果转化过程中产值增长迅速,最近3年收入从4000万元增加到10亿元。基因产业看不到边际,可创造很多新产业。比如亚洲人2万多个基因里,每一个基因都可能包含一种新产业。

在能源方面,华大对“麻黄树”进行育种,其种子汁水可挤出柴油,无需化学提炼。这种植物综合多种生物特性,需对多种生物特有基因进行全面分析,依赖高通量计算机进行数据处理。

在医学领域,人体骨髓移植配对是世界难题。王俊指出,真正实现成功配对的物质是少数几种基因控制,基因手段可将基因进行配对,理论上任何4个人的骨髓就可完成配对。中国目前至少有400万白血病患者等待骨髓移植。

在新型环保材料方面,华大试验出“轻木”,细胞粗大,木质很轻,30厘米长的方块木头仅几两重,与泡沫无异,可用于房屋装修和家具加工,比塑料泡沫环保。

杨焕明院士指出,生物产业是21世纪的支柱产业。基因工作将以科技之美展示迷人魅力。

科技之路:深圳打造高端化创新型现代产业体系

市科技工贸和信息化委员会科技创新支撑处处长涂欢指出,《中共深圳市委关于制定深圳市国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》提出,把加快经济结构战略性调整,建设全国经济中心城市,排在推动未来5年经济社会发展的“七大举措”之首。

深圳提出坚持高端提升价值创造,立足优化产业结构和发展战略性新兴产业,打造高端化、创新型的现代产业体系。去年深圳出台了包括生物产业的振兴规划,首批扶持计划已实施。许勤市长上任后提出振兴高端产业发展,基因是核心产业之一。

涂欢认为,深圳地少人多,需要建立良好经济发展环境,不能单单卖产品,更重要的是拥有技术,输出知识产权,这是高端产业链。民营科研机构给国家创造了新的科研模式,深圳采取“民办官助”方式,市和盐田区两级政府对华大尽力帮助,在政策和资金上提供支撑,但经营由他们自己说了算。市政府对华大的“4年8000万”资助政策正在实施,主要用于建立能源、生物科研平台。在一些具体项目上,如基础研究、重大科技攻关项目,不仅提供资金,还有土地使用等。盐田区在政策上大力优惠,为人才解决住房困难等。

科技之光:规划建设深圳生物经济发展“滨海新特区”

深圳作为滨海城市发展滨海产业是情理之中,我市在规划建设深圳生物经济发展方面酝酿“滨海新特区”概念,对“滨海新特区”进行内容支撑的有华大基因提出的“海洋生物计划”。海洋及其海岸带是生物多样性的“伊甸园”,蕴含着世界上最丰富的基因资源。

“国际海洋生物普查计划”研究结果表明,海洋微生物种类可能多达1000万种,远超人类先前认识。海洋微生物由于特殊生存环境(高盐、高压、低温、低光照和寡营养),可合成一些陆生微生物不具备的特殊功能活性物质,其特殊代谢产物和特殊基因类型可能造就新产业。

2010年7月,华大基因、中科院海洋研究所等单位组成的牡蛎基因组研究团队宣布牡蛎基因组序列图谱绘制完成,这是世界上第一张养殖贝类的全基因组序列图谱;同日,华大宣布绘制出半滑舌鳎全基因组序列图谱。牡蛎及半滑舌鳎基因组测序的完成,标志着我国水产生物研究进入基因组时代。中国是牡蛎的故乡,拥有利用牡蛎的悠久历史。牡蛎基因组测序的完成开启了海洋贝类基因资源发掘之门。

(责任编辑:glia)