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公司VS研究所:工业化做大科研优势
2017-03-27 11:04:46 来源: 科技日报
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    十多年前,20世纪的三大科学计划之一“人类基因组计划”被两个研究团队:美国国立卫生研究院(NIH)和私人公司——塞莱拉基因公司同时完成。该计划不仅开启了生物医学研究的新时代,还成为崛起的公司与国立的研究所科研角力获胜的典型案例。

    两个团队竞赛破译人类基因组的故事,告诉人们开展大科学项目的新模式——“三化”:工业化、团队化、开放化。如今,各国纷纷上马大科学项目,如精准医疗计划、脑科学计划等,这种模式是否仍可以借鉴呢?

    人类基因组计划:公司领先研究所

    1998年5月,人类基因组计划起草者之一、DNA双螺旋结构发现者詹姆斯·沃森被一个“坏小子”搅得夜不成寐。曾在NIH工作8年之久的克雷格·文特尔宣布创立一个私人公司塞莱拉基因技术公司,将与人才济济的国立卫生研究计划小组进行竞争,绘制人类全基因组图谱。

    当时,沃森的担忧并不多余。分布在全美9个研究中心的人类基因组计划,全力以赴执行了近一半时间,但仅有3%的基因组序列被测序出来。而文特尔认为,人类基因组计划项目时间太长,费用太高,应该在开始阶段集中精力进行技术攻关,而不该用现有的低效率方法测序。他领导的塞莱拉公司,很快研制出短片段快速测序和用先进的计算方法进行全基因组组装,大大提高了测序效率,使国家人类基因组计划的核心成员感到了恐慌:这不仅会让国家人类基因组计划在国际上出丑,还可能使得整个人类基因组信息掌握在一家私人公司手里。

    “克雷格想占有人类基因组就像希特勒想称霸全世界,”沃森曾尖锐地批评道。塞莱拉的出现,不仅倒逼了国家人类基因组计划科研技术提高效率,同时也让他们团结一致,加快研究速度以及经费投入。2000年6月26日,经美国总统克林顿出面协调,塞莱拉和国家人类基因组计划一起向全世界宣布人类基因组测序草图完成。

    但是很多人知道,在这场竞争中,NIH的人类基因组计划显然是落后了,把项目分散在不同的实验室,在协调以及工作效率上,难以与塞莱拉公司抗衡。而塞莱拉这样的小公司在新技术研发上往往有一定的优势,且在决策、运营、人才激励、成果评估方面,公司也有一套做法。特别是对于高科技偏工程的项目,工业化的流水线流程更有效率,成本更低,还更省时间。

    艾伦脑研究所:再现大科研工业化模式

    数年之后,美国国立卫生研究院仍未从与塞莱拉公司一役中吸取教训,或者说,这也是由于其自身的局限性所囿。关于脑科学中的分子库研究,NIH再次输给成立不久的艾伦脑研究所。当时NIH发布分子库建立项目指南,目的是要将数百个基因在小鼠大脑中的表达定位。(下转第三版)

    (上接第一版)他们把这个项目的经费给予不同实验室。通过招标,然后大家来进行竞争、分钱。而艾伦脑研究所表示可提前一半的时间,用远低于政府提出的预算完成该项目。艾伦脑研究所做法是建立一个脑片标准化、化学反应标准化流程,他们是一种工业化的做法。

    “当时,这个项目分给不同实验室,这个实验室做5个基因,那个实验室做6个基因,拼凑起来做完所有基因的筛选。其实每一个实验室做的工作类似,把脑组织拿过来一片一片地切,铺在玻璃板上,再看基因的表达。对于有明确目标的科学项目,工业的做法要比研究所强得多,还省钱、省时间。”清华大学教授鲁白介绍到这段往事如是说。

    团队化、开放化也是艾伦脑研究所不断成功的秘诀。作为运用公司模式做基础研究的先驱,艾伦脑研究所在建立之初就着眼于新技术的研发,并将其研究成果对外开放,让所有的研究者免费使用,研究所一直秉持如下三大理念:团队科学、大科学和开放科学。该所资深科学家曾红葵表示:“艾伦脑研究所提倡的团队科学是指,由科学家、工程师、数学家以及物理学家等不同专业背景组成的团队,能够解决目前我们遇到的问题,我们可广泛地交流、分享彼此的想法,不同的专业背景有助于更好地解决问题。大科学不仅体现在数据规模上,同时也体现在数据的实用性上;而所谓的开放科学,是指艾伦脑研究所会与科研群体分享数据、工具以及知识。”在她看来,艾伦脑研究所的目标是“处理那些全球其他团队无法克服的科学难题”。

    目前,艾伦脑研究所公布了一系列的大脑图谱,如艾伦人脑图谱、艾伦脑细胞类型数据库等。这些研究成果已公布在brain-map.org网站上,供全球科学家免费使用,极大地推动了全球脑科学的进展。从某种程度上来讲,它颠覆性地改变了神经科学的研究方式。

    鲁白教授表示:“大学或研究机构能够拥有很好的原创发现,但是在一些并不需要很多技术的大科学项目上,工业化的流水线做法更具效率、质量也会更好,由于同一个实验室里做,它们的误差和标准化都会处理得更好。”

    公司在科研流程和机制上更胜一筹

    近年来,科技的发展,催生了一批富可敌国、专利无数的高科技公司,如谷歌、苹果、微软、SpaceX等,它们的研究实力也令人刮目相看。事实证明,私人公司以及由私人创立的科学研究所同样能够带来技术上的突破,在操作流程和体制机制上,它们比普通研究机构更胜一筹。2016年年初,谷歌的AlphaGo打败了人类围棋高手李世石,让世人瞩目,引领了人工智能领域快速发展。特斯拉汽车CEO伊隆·马斯克创立的太空探索技术公司SpaceX不仅拥有很好的回收技术,同时将火箭发射成本大大降低,于是美国国家航空航天局(NASA)也向它投来合作的橄榄枝。

    在基因测序领域,中国市场上的测序公司在基础研究领域显露出特有的光芒。他们不仅拥有流水线的工作流程,同样能够结合资本的力量,将会让中国在基因组学领域做出令世界惊讶的成绩。例如,最近深圳华大基因与国内其他研究单位在人工合成酵母基因组方面取得突破性进展,登上顶级学术期刊《科学》杂志的封面。数年前,他们主导的对鸟类基因组的破译研究工作,让《科学》杂志以少见的专题的形式,密集报道。

    无论是艾伦脑研究所,亦或是谷歌、SpaceX、华大基因等高科技公司。它们给予我们的启示是工业化流程,能够在效率、标准化方面拥有优势,如需对技术进行攻关,小型的科研项目团队组合效率最高。崛起的科技公司近年来出色的表现,也告诉了我们在经费申请以及体制应用方面应更加灵活。

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【纠错】 责任编辑: 董云竹
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