Ķīnas genoma rūpnīcā

Kad viņam bija 17 gadu, Džao Bovens pameta Pekinas prestižāko vidusskolu. Tāpat kā daudzi nemierīgi jaunieši Ķīnā, viņš devās uz dienvidiem uz Šeņdženu, valsts rūpnīcas galvaspilsētu, lai meklētu darbu. Tomēr kā pusaudža zinātnes brīnumbērns viņam nebija jāmeklē konveijera grīda; tā vietā viņš bija ceļā uz pasaulē lielāko DNS datu ražošanas centru. Tagad, dažus gadus vēlāk, modernizētā apavu rūpnīcā, kas ir BGI-Shenzhen galvenā mītne, 21 gadu vecais jaunietis organizē pūliņus, lai atšifrētu aptuveni 2000 cilvēku ģenētisko uzbūvi — kopumā vairāk nekā 12 triljonus DNS bāzu.

BGI-Shenzhen, kas savulaik bija pazīstams kā Pekinas Genomikas institūts, ir pārsprādzis no relatīvās neskaidrības, lai kļūtu par pasaulē visproduktīvāko cilvēku, augu un dzīvnieku DNS sekvencētāju. 2010. gadā, izmantojot Ķīnas Attīstības bankas kredītlīniju 1,58 miljardu ASV dolāru apmērā, BGI iegādājās 128 mūsdienīgas DNS sekvencēšanas iekārtas par aptuveni 500 000 USD gabalā. Tagad tam pieder 156 sekvencētāji no vairākiem ražotājiem, un tas veido aptuveni 10 līdz 20 procentus no visiem DNS datiem, kas tiek ražoti visā pasaulē. Līdz šim tā apgalvo, ka ir pilnībā sekvencējusi aptuveni 50 000 cilvēka genomu — daudz vairāk nekā jebkura cita grupa.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2013. gada marta numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

BGI milzīgais izmērs jau ir parādījis Ķīnas gēnu izpēti kartē. Tie paši apjomradīti ietaupījumi varētu arī kļūt par priekšrocību, jo visaptveroši gēnu rādījumi kļūst par ikdienas medicīnas sastāvdaļu. DNS sekvencēšanas izmaksas strauji samazinās. Iespējams, ka pēc dažiem gadiem miljoniem cilvēku vēlēsies uzzināt, ko viņu gēni prognozē par viņu veselību. BGI varētu būt tas, kas viņiem pastāstīs.

Institūts ir ne tikai uzsācis virkni grandiozu zinātnes projektu. (Janvārī tā paziņoja, ka ir noteikusi DNS secību nevis vienai, bet 90 aunazirņu šķirnēm.) Tas ir arī aizsācējs īrētu pētījumu veikšanai, lai masveidā atšifrētu cilvēka genomus, pieņemot pasūtījumus no pasaules labākajām zāļu kompānijām un universitātēm. Pagājušajā gadā BGI pat sāka uzstādīt satelīta laboratorijas ārvalstu pētniecības centros un nodrošināt tos ar Ķīnas tehniķiem.

BGI uzplaukums tiek uztverts ar zinātkāri un zināmu satraukumu ne tikai organizācijas lieluma, bet arī tās oportūnistiskās biznesa pieejas dēļ (tai ir cūku klonēšanas centrs, tā nodarbojas ar cilmes šūnu izpēti un vada diagnostikas laboratoriju). Institūtā strādā 4000 cilvēku, tikpat daudz kā vidēja lieluma universitātē — 1000 tikai savā bioinformātikas nodaļā. Tāpat kā Džao, lielākā daļa ir jauni — vidējais vecums ir 27 gadi — un daži guļ uzņēmuma kopmītnēs. Vidējā alga ir 1500 USD mēnesī.

Pirms desmit gadiem starptautiskais cilvēka genoma projekts pabeidza pirmo cilvēka ģenētiskā koda eksemplāru, kura izmaksas bija 3 miljardi ASV dolāru. Pateicoties virknei gudru jauninājumu, izmaksas par DNS nolasīšanu cilvēka genomā kopš tā laika ir samazinājušās līdz dažiem tūkstošiem dolāru. Tomēr tas ir radījis tikai jaunus izaicinājumus: kā uzglabāt, analizēt un izprast datus. Saskaņā ar BGI datiem tās iekārtas katru dienu ģenerē sešus terabaitus datu.

Džans Jons (33), BGI vecākais pētnieks, prognozē, ka nākamajā desmitgadē cilvēka genoma sekvencēšanas izmaksas samazināsies līdz tikai 200 vai 300 ASV dolāriem un BGI kļūs par spēku globāla bio-Google izveidošanā — tas palīdzēs organizēt visas pasaules bioloģiskā informāciju un padarīt to vispārēji pieejamu un noderīgu.

BGI piedāvā cenas līdz pat 3000 USD, lai noteiktu personas DNS.

Tomēr daži nepiederošie apšauba, vai BGI ir kaut kas vairāk par bioloģijas versiju uzņēmumam Foxconn, kas ir milzīgs iPad un citu citur izstrādātu ierīču montētājs, kura lielākā rūpnīca, kurā strādā aptuveni 240 000 darbinieku, arī atrodas Šeņdžeņā. Lai gan BGI ir paveikusi svarīgu zinātni, nesen publicētajā rakstā par baktēriju sekvencēšanu cilvēka zarnās tika izveidotas Daba — tas tiek uzskatīts vairāk par datu masveida veidotāju, nevis par oriģinālo pētījumu ierosinātāju, kas var izskaidrot rezultātu nozīmi.

BGI ir ļoti iespaidīgi palielinājies, saka Ēriks Landers, Plašā institūta Kembridžā, Masačūsetsā, direktors, kurš pārvalda lielāko akadēmisko DNS sekvencēšanas centru Amerikas Savienotajās Valstīs. Bet es domāju, ka absolūtais mērogs ir daudz mazāk svarīgs nekā tas, ko jūs ar to darāt.

Neuztraucieties, esiet laimīgs

BGI prezidents Vans Dzjans (59) 1999. gadā izveidoja uzņēmumu kopā ar 61 gadu veco Jangu Huaņmingu. Viņiem izdevās pārliecināt Cilvēka genoma projekta vadītājus, kas toreiz bija pilnā sparā, ļaut viņiem veikt 1 procentu no darba, padarot Ķīnu par tikai jaunattīstības valstij, kurai būs nozīmīga loma. 2002. gadā BGI pagrieza galvu, publicējot pilnu rīsu rūpnīcas secību Zinātne . Pētījumi valsts interesēs ir bijuši BGI pamatā: tā atšifrēja milzu pandas DNS un atklāja ģenētisko mutāciju, kas padara tibetiešus tik piemērotus dzīvei lielos augstumos. Ārpus darba laika Vans ir pazīstams ar to, ka 2010. gadā ir uzkāpis Everesta kalnā. (Tas ir nacionālais parks — ko tad? Nav nekas liels, viņš saka.)

Savdabīga, neformāla loģika pārvalda BGI. Tas ir padarījis to par mīklu novērotājiem; tas ļoti atšķiras no hierarhiskām Ķīnas iestādēm, kur akreditācijas dati un savienojumi var būt vissvarīgākie. 29 gadus vecais direktora vietnieks Sju Sjuņs, kurš pārrauga 1000 cilvēku lielo bioinformātikas grupu, saka, ka tāpēc BGI piesaista tik daudz talantīgu jauniešu. Viņš saka, ka jūs varat [spēlēt lomu] daudzās aizraujošās lietās. 2010. gadā Daba citēja BGI modeli redakcijā, kurā tika apšaubīts, vai zinātniekiem patiešām ir nepieciešami doktora grādi. Pats Sju ieradās BGI pēc tam, kad pārtrauca studijas doktorantūrā. Viņš ir tas, ko apbrīnojami pazīst uzņēmumā kā pametēju — viņš ir nepacietīgs pret skolu un vēlas iegūt reālu pieredzi.

Asins paraugi tiek ievadīti automatizētās DNS sekvencēšanas iekārtās.

Vangas kabīnē, kas atrodas garas identisku zilu kabīņu līča vidū ar logiem, no kuriem paveras skats uz kalna nogāzes būvlaukumu, atrodas Bila Geitsa ar roku parakstīta vēstule, kurā tiek paziņots par partnerību lauksaimniecības genomikas jomā, kuru BGI un Geitsa fonds vienojās turpināt. kritums. Viņam ļoti patīk tie, kas pamet, Vanga saka par Microsoft priekšsēdētāju. Viņš pasmaida un pēc tam nodzied dažus taktus no Bobija Makferina dziesmas Don’t Worry, Be Happy, piebilstot, ka man patīk šī dziesma.

BGI sevi dēvē par Ķīnas pirmo pilsoņu pārvaldīto pētniecības institūtu. Ar spēcīgu Pekinas politisko atbalstu tā 2003. gadā kļuva par daļu no slavētās Ķīnas Zinātņu akadēmijas. Taču tas bija neērti. Konservatīvā akadēmija ierobežo savu institūtu lielumu, tomēr BGI meklēja darbā, un tā arī sita ar īkšķi pret universitātes akreditācijas dokumentiem. 2007. gadā Šeņdžeņas valdība piedāvāja BGI 12,8 miljonus dolāru, lai pārceltos uz ostas pilsētu un kļūtu par neatkarīgu institūtu.

Mūsdienās Vangs saka, ka tikai aptuveni 10 procentus no BGI ieņēmumiem gūst no valdības projektiem, un tos lielākoties veido vietējās pašvaldības, nevis Pekina. Pārējais ir dotāciju, dažu anonīmu ziedojumu un klientu maksas sajaukums, tostarp tikai USD 3000 līdz 4000 par cilvēka genoma sekvencēšanu.

Un, lai gan tas ir bezpeļņas organizācija, BGI pārvalda vairākus uzņēmumus. Tas lika rietumniekiem uzminēt Ķīnas institūta patieso būtību. Vangs saka, ka viņiem nevajadzētu uztraukties. Mums patīk zinātne; mums vajag naudu. Mēs salikām abas lietas kopā, viņš saka. Es izmantoju kreiso roku, lai pelnītu naudu, un labo roku, lai veiktu pamata pētījumus. Nesenajā biotehnoloģiju konferencē Šenžeņā, ko līdzfinansēja BGI, Vanga uzstājās ar atklāšanas prezentāciju. Viens no viņa slaidiem bija šāds: Pasaules līmeņa zinātne = Pasaules līmeņa bizness.

Tūkstošiem genomu

Savā zinātniskajā darbā BGI bieži darbojas kā citu cilvēku ideju veicinātājs. Tā tas ir lielajā projektā, ko iecerējis Stīvs Hsu, Mičiganas štata universitātes pētniecības viceprezidents, lai meklētu gēnus, kas ietekmē intelektu. Džao Bovena vadībā BGI tagad veic DNS sekvencēšanu vairāk nekā 2000 cilvēkiem, galvenokārt amerikāņiem, kuru IQ rādītāji ir vismaz 160 jeb četras standarta novirzes virs vidējā.

DNS galvenokārt nāk no asins paraugu kolekcijas, ko uzkrājis Roberts Plomins, Londonas King’s College psihologs. Plāns salīdzināt ģēniju un parastā intelekta cilvēku genomus ir zinātniski riskants (visticamāk, ka ir iesaistīti tūkstošiem gēnu) un nedaudz pretrunīgs. Šo iemeslu dēļ būtu ļoti grūti atrast 15 vai 20 miljonus dolāru, kas nepieciešami projekta īstenošanai Rietumos. Varbūt tas darbosies, varbūt ne, saka Plomins. Bet BGI to dara būtībā bez maksas.

No Plomina viedokļa BGI ir tik liela, ka šķiet, ka tai ir lielāka DNS sekvencēšanas spēja, nekā tas zina, ko ar to darīt. Tajā ir visas tās mašīnas un cilvēki, kas ir jāpabaro ar projektiem, viņš saka. IQ pētījums nav vienīgais pašlaik notiekošais megaprojekts. Ar ASV bezpeļņas organizāciju Autism Speaks BGI tiek maksāts par DNS sekvencēšanu līdz pat 10 000 cilvēku no ģimenēm ar bērniem ar autismu. Pētniekiem Dānijā BGI atšifrē 3000 aptaukošanās cilvēku un 3000 liesu cilvēku genomus.

Papildus fundamentālajām zinātnēm BGI ir sācis sevi pozicionēt kā dzinējspēku tam, kas gaidāms genoma skenēšanas medicīniskajā izmantošanā. Piemēram, 2011. gadā tā vienojās par DNS analīzes centra ierīkošanu Filadelfijas Bērnu slimnīcā, kas ir vadošā pediatrijas slimnīca. Desmit bioinformātikas eksperti ar pagaidu vīzām tika nogādāti no Šenženas, lai izveidotu centru, kas tika atvērts sešus mēnešus vēlāk ar piecām sekvencēšanas iekārtām.

Kad tehnoloģija nonāk klīniskā lietošanā, pilnībā sekvencēto genomu skaits varētu sasniegt miljonus gadā. Tam gatavojas gan Filadelfijas slimnīca, gan BGI. Viņiem ir zināšanas, instrumenti un apjomradīti ietaupījumi, saka Roberts Doms, bērnu slimnīcas galvenais patologs. Viņš saka, ka tas maksās BGI maksu par katru genomu, ko tas sekvencē, un piedāvās pakalpojumu jauniem pacientiem ar nediagnosticētām slimībām. Slimnīca arī izstrādās jaunus ģenētisko testu veidus, jo ķīnieši piekrīt, ka viņiem ir daudz jāmācās. Lai gan BGI pārvalda ģenētiskās testēšanas centru Ķīnā, ASV novērotā regulējuma pakāpe tās pētniekiem ir jauna. Tas ir vesels papildu stingrības līmenis, saka Doms.

BGI arī pierāda, ka var būt veikls, meklējot biznesa iespējas. Pagājušā gada rudenī tā veica pārsteiguma piedāvājumu, lai iegādātos nestabilu ASV uzņēmumu Complete Genomics of Mountain View, Kalifornijā. Uzņēmums izmanto sarežģītu tehnoloģiju cilvēka DNS sekvencēšanai; 2012. gadā tas veidoja, iespējams, 10 procentus no visiem cilvēka DNS datiem, kas tika ģenerēti pasaulē. Bet tas bija naudas zaudēšana.

BGI piedāvājums iegādāties uzņēmumu par ātrās pārdošanas cenu 118 miljonu ASV dolāru apmērā ir izraisījis konkurences bažas ASV. Galvenais DNS sekvencēšanas instrumentu piegādātājs Illumina mēģināja izjaukt darījumu ar pretcenojumu un vērsās Vašingtonā bloķēt pārņemšanu. Ļaut BGI pārņemt uzņēmumu būtu līdzvērtīgi Ķīnas pārdošanai formula koksam , sacīja Illumina izpilddirektors Džejs Flatlijs. Flatlijs brīdināja, ka ķīnieši, kas līdz šim bija atkarīgi no ASV tehnikas, varētu dominēt nākamās paaudzes tehnoloģijās un ka viņi pat varētu kaut kā nelietīgi izmantot amerikāņu DNS datus, kas plūst cauri viņu datoru serveriem pa terabaitiem. ASV regulatori ir noraidījuši nacionālās drošības bažas, un tiek gaidīts darījuma apstiprinājums.

BGI vadītāji zina, ka pretestība tās paplašināšanai ir reāla, taču viņi parausta plecus par bažām. Joks kabīnēs ir tāds, ka, ja BGI patiešām būtu Pekinas rīks, tai, iespējams, būtu jaukākas biroja telpas. Faktiski, bioinformātikas komandas vadītājs Xu par iegādi saka: šī ir laba tehnoloģija. Uzņēmums ir bankrotējis; mēs domājam, ka tā ir laba iespēja kaut ko darīt.

Vangam, Everesta kāpējam, joprojām bieži tiek lūgts izskaidrot BGI stratēģiju un tās nodomus. Viņš saka, ka jādomā par klaiņojošu viesstrādnieku, kurš meklē iespēju un laiku pa laikam kaitina varas iestādes. Tāds ir BGI. Bet tā vienīgā galvenā misija ir darīt darbu, kas būs sociāli noderīgs, viņš saka: tā stratēģija ir darīt labu.

paslēpties