克雷格 ? 文特爾:科學(xué)之航永不停歇

編譯 王小雨

克雷格 ? 文特爾認(rèn)為自己是個特立獨(dú)行的人

遺傳學(xué)家克雷格 ? 文特爾（J.Craig Venter）因其在人類基因組測序領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，以及創(chuàng)造了僅含維持生命必需基因的“合成”細(xì)胞而聞名。由貝爾納普出版社出版的克雷格 ? 文特爾和大 衛(wèi) ? 鄧肯（David Ewing Duncan）的新書《魔法師二號之旅：解開海洋微生物組秘密的探險》（TheVoyageofSorcerer II:TheExpeditionThatUnlockedthe SecretsoftheOcean’sMicrobiome）詳細(xì)介紹了文特爾乘坐魔法師二號在世界各地航行的經(jīng)歷。魔法師二號是克雷格 ? 文特爾研究所為全球海洋采樣考察而改建的游艇。在其探險之旅中，不僅要收集海洋微生物樣本進(jìn)行DNA測序，還要勇敢面對猛烈的風(fēng)暴，躲避吼猴，潛入鯊魚出沒的水域。

自2004年以來，“魔法師二號”的行程已超過10萬公里，累計在海上航行了兩年多，到訪了四大洲的23個國家和島嶼。文特爾的團(tuán)隊收集了數(shù)百萬個基因，并對近1 000個海洋微生物基因組進(jìn)行了測序，其中許多都是第一次。在2017和2018年的巡航中，他們研究了在海洋環(huán)境中定殖于塑料的微生物。

文特爾向《自然》（Nature）雜志談到了這次探險，提及他作為反傳統(tǒng)人士的聲譽(yù)，以及他通過位于加利福尼亞州圣地亞哥的人類長壽科技公司探索早期疾病檢測的冒險經(jīng)歷。

您還花費(fèi)大量時間在海上捕捉微生物嗎？

我仍在航行，但航行了6.5萬英里之后，我不再急于出海。研究所的科學(xué)家們?nèi)栽诓杉瘶颖?。人們淹沒在這些數(shù)據(jù)中不知所措。我們首次發(fā)布來自馬尾藻海的數(shù)據(jù)時，是將所有數(shù)據(jù)存入美國國家生物技術(shù)信息中心DNA序列數(shù)據(jù)庫（GenBank）中。然后人們開始抱怨，當(dāng)他們進(jìn)行搜索時，他們能做的只是訪問我的數(shù)據(jù)。很多基因仍然未知，這讓所有人感到困惑。

我開始探險時受到的一些批評是：他們是釣魚探險。我們確實釣了很多魚。達(dá)爾文就是這樣發(fā)現(xiàn)了很多物種。他只是出去探尋一些關(guān)于自然的問題。如果說有什么不同的話，那就是我們的方法表明，“發(fā)現(xiàn)的科學(xué)”并未過時。

你有最喜歡的微生物嗎？

對我來說，最有趣的是極其多樣性的（藍(lán)藻）群落，它們產(chǎn)生維持我們生存的氧氣——如果我們不消滅它們的話。這些家伙不斷變異，但仍保持著將陽光轉(zhuǎn)化為氧氣的能力。

我們發(fā)現(xiàn)的另一件事是，從光合生物體中生長出來的噬菌體實際上會對光合生物體進(jìn)行調(diào)節(jié)，并引入新基因來不斷升級其宿主細(xì)胞的“軟件”。所以病毒不是想殺死宿主的細(xì)胞，而是要確保宿主存活。

您在書中說您是一個特立獨(dú)行的人。您就是這樣看待自己的嗎？

人們認(rèn)為我出海研究海洋生物群落是魯莽和不理智的，因為我不是一個訓(xùn)練有素的海洋學(xué)家。在我看來，我是跟隨我的直覺去做實驗。這并不是不顧他人想法，但很多科學(xué)都建立在推翻以前科學(xué)家制定的方法的基礎(chǔ)上。

我從我已故的博士生導(dǎo)師內(nèi)特 ? 卡普蘭（Nate Kaplan）那里學(xué)到這一點：他說成為一名優(yōu)秀科學(xué)家的秘訣是不要害怕做實驗。我不怕提問題。幸運(yùn)的是，我的大部分想法和直覺都是正確的。

2004年首次起航的“魔法師二號”

微生物測序是否為您的疾病研究提供了信息？

它確實提供了信息——我們是一個微生物星球。我們的生活依賴于它們。我們覺得微生物和病毒是有害的，因為它們會引起疾病，但其實只有一小部分會引起疾病。微生物對我們的生存更為重要。

當(dāng)我們身處南太平洋清澈的海水中，可以看到水下200英尺的地方。很難想象那里的每毫升水中都含有100萬個細(xì)菌和1 000萬個病毒，因為它看起來就像純凈水一樣。只是因為有了基因組測序和鳥槍測序法，我們才能看到它們。當(dāng)你在顯微鏡下觀察海水時，它們看起來幾乎都一樣。

書中反復(fù)出現(xiàn)的一個主題是很難獲得取樣許可。為什么？

我認(rèn)為這很荒謬。當(dāng)你從加拉帕戈斯群島航行到馬克薩斯群島（這是一片開闊的海洋）時，會出現(xiàn)一節(jié)海流。這里的所有物種不屬于任何人，沒有針對它們的任何法規(guī)。但一旦洋流將這些微生物帶過法屬波利尼西亞100英里的界線時，這些微生物就突然屬于法國了。保護(hù)捕魚權(quán)是有意義的，但保護(hù)漂入漂出的微生物則不然。

我們明確表示，所有數(shù)據(jù)都將歸入公共領(lǐng)域，并且沒有用任何數(shù)據(jù)申請專利。然后我們開始得到相反的抱怨：因為我們將其置于公共領(lǐng)域，所以我們破壞了（國家）專利權(quán)。其實我們還只停留在事物表面，我不認(rèn)為我們發(fā)現(xiàn)的物種中有任何價值數(shù)十億美元的細(xì)菌（微生物）。

微生物會變得有價值嗎，比如吃塑料的細(xì)菌？

你知道，有很多吃塑料的東西。我認(rèn)為合成生物學(xué)將會發(fā)生的是，這些生物體的合成途徑將被用于制造新的細(xì)菌。但我們只是做了初步調(diào)查。海洋中有數(shù)千萬個微環(huán)境。風(fēng)攪動著水面，多樣性也在不斷變化。我們可以在接下來的100年里繼續(xù)這樣做，但仍然無法了解一個完整的圖景。

“魔法師二號”風(fēng)帆游艇的平面圖

是什么讓您轉(zhuǎn)向早期疾病預(yù)防？

成立人類長壽科技公司是基于對我基因組的早期分析。根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，我有患早發(fā)性阿爾茨海默病的風(fēng)險。（但是）你不能只看基因組就理解它。所以我問神經(jīng)科的醫(yī)生朋友是否愿意對我做腦部核磁共振檢查。醫(yī)生說，核磁共振顯示我的大腦只有30歲或40歲。這是個好消息。

因此，就我而言，這種突變并不是可預(yù)測的。這使我產(chǎn)生了建立一家診所的想法，在那里我們進(jìn)行廣泛的表型分析和基因組測序，試圖獲取有關(guān)這些事情的真實數(shù)據(jù)。我規(guī)定只對無癥狀的人進(jìn)行檢測。僅通過這些測試（就像在海洋中取樣一樣），我們就發(fā)現(xiàn)大約50%自稱健康的人都患有嚴(yán)重疾病或有患病風(fēng)險，而他們完全沒有意識到。

我想成為第一個通過測試的人，放射科醫(yī)生告訴我，我患有高級別前列腺癌，需要立即手術(shù)。如果我得了如此嚴(yán)重的前列腺癌而不手術(shù)，就很難活過5年。所以我做了手術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)六年半了，我已經(jīng)痊愈。我們在50歲以上的人群中，查出5%的人患有一種主要腫瘤，而之前他們自己并不知道。

您擔(dān)心過度診斷嗎？

我們發(fā)現(xiàn)了很多處于早期的不同疾病，因為這是一次非常全面的體檢。我們打算開辦兩家流動診所，目前正在等待著一大筆撥款申請能夠獲批。其中一家診所主要是為原住民和得不到充分醫(yī)療服務(wù)的人群提供免費(fèi)診斷。但我們不得不與醫(yī)學(xué)界斗爭。我激怒了很多醫(yī)生，他們認(rèn)為讓看起來健康的人做檢測是錯誤的。

您認(rèn)為十年后人工智能將如何改變醫(yī)療場景？

人工智能對醫(yī)療會有很大幫助，但也有缺陷。除非你能起訴電腦玩忽職守，否則很多時候人工智能系統(tǒng)只會編造故事。在我們能夠信任人工智能系統(tǒng)提供真實答案之前，我們不能就這樣把醫(yī)學(xué)診斷交給它們。我們要做的就是限制人工智能的訓(xùn)練集。我在一家利用人工智能診斷癌癥的公司做科學(xué)顧問。我對此很樂觀，只要我們不盲目地將系統(tǒng)交給沒有良好訓(xùn)練集的人工智能。所有人都在說人工智能將是人類的終結(jié)。但如果人類夠聰明的話，這種事就不會發(fā)生。

我猜您不會退休吧?

我認(rèn)為退休就等于死亡。我有自己的研究所和一支令人難以置信的團(tuán)隊。我想一直繼續(xù)下去，直到我們不再產(chǎn)生有趣的想法。

資料來源Nature