美國(guó)加州的山景城是“硅谷”的重要組成部分。現(xiàn)在，一個(gè)與硅芯片相關(guān)的潛力大產(chǎn)業(yè)正在這里興起，那就是基因組測(cè)序技術(shù)產(chǎn)業(yè)。這個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是隨著多家大公司的激烈競(jìng)爭(zhēng)開始的。不過，一家名為“整合基因”（Complete Genomics，CG）的公司不像別的公司一樣研發(fā)和銷售測(cè)序儀器，而是為科學(xué)家提供外包的測(cè)序服務(wù)，更絕的是，在這家公司里做測(cè)序的，并不是研究人員，而是一排排的機(jī)器人。近日，《新科學(xué)家》雜志探秘了這家充滿科幻意味的公司。

　　前臺(tái)都是“機(jī)器人”

　　走進(jìn)CG公司，連前臺(tái)都由計(jì)算機(jī)終端出任。它會(huì)主動(dòng)向來客問好，詢問姓名、身份和來訪意圖。旁邊連接的一臺(tái)打印機(jī)則自動(dòng)打出訪客掛牌。與此同時(shí)，一份電子郵件已經(jīng)發(fā)送到內(nèi)部接應(yīng)人員的電腦上。

　　這家公司的生產(chǎn)線更像科幻電影里的實(shí)驗(yàn)室，昏暗藍(lán)色的房間里到處都是高級(jí)儀器，室內(nèi)溫度保持在28℃和相對(duì)較高的濕度，幾名穿著實(shí)驗(yàn)服，帶著發(fā)罩的工作人員在監(jiān)視著電腦屏幕，查看著機(jī)器人的運(yùn)作狀態(tài)。

　　這兒已經(jīng)成為了世界上最大的人類基因組測(cè)序工廠。只是在這里工作的不是人類，而是機(jī)器人。在一個(gè)大約只有半個(gè)網(wǎng)球場(chǎng)大的房間里，“坐著”16臺(tái)機(jī)器人，不間斷地進(jìn)行著人類基因組測(cè)序的工作。去年，它們完成800個(gè)人的DNA測(cè)序工作其中三分之一是后半年做出來的。到了今年，它們已經(jīng)可以每個(gè)月生產(chǎn)出400個(gè)人的基因了。

　　CG公司只是目前迅速形成產(chǎn)業(yè)的諸多基因組測(cè)序公司中的一家，但是它十分獨(dú)特。公司市場(chǎng)總監(jiān)圖柯特（Jennifer Turcotte）對(duì)《新科學(xué)家》雜志解釋說，通常而言，DNA測(cè)序是在一個(gè)密封的機(jī)器里進(jìn)行的，但在這家公司的實(shí)驗(yàn)室里，機(jī)器人卻是在一個(gè)開放暴露的環(huán)境下做基因組測(cè)序，這是為了便于維修。實(shí)驗(yàn)室特定的溫度和濕度是為了符合測(cè)序中出現(xiàn)的生化反應(yīng)，微弱的藍(lán)光是為了避免熒光探測(cè)劑在探測(cè)基因代碼符號(hào)時(shí)受到其他頻率光波的破壞。

　　這兒所進(jìn)行的基因組測(cè)序，已是目前最新的第三代基因組測(cè)序技術(shù)，稱為“DNA納米球測(cè)序技術(shù)”。這種新方法是將DNA鏈放置在一小塊硅芯片上進(jìn)行調(diào)節(jié)，自我組裝成所謂的“納米球”。這樣的測(cè)序所需要的試劑更少，得到的數(shù)據(jù)則更多。

　　技術(shù)人員都穿著無塵室服裝，因?yàn)槿魏我稽c(diǎn)灰塵都會(huì)干擾測(cè)序，除非哪兒出問題了，一般而言這些技術(shù)人員不會(huì)干預(yù)機(jī)器人的工作。機(jī)器人則會(huì)自動(dòng)添加試劑，操作樣本，每個(gè)DNA納米球上攜帶著70個(gè)核苷酸，其排列順序會(huì)通過光信號(hào)被拍攝記錄下來。

　　費(fèi)用正在逐步降低

　　這些機(jī)器人正在做的工作，是一個(gè)浩大龐雜的工程藍(lán)圖中的第一步，所有的人類基因組中有著30億對(duì)堿基對(duì)，而CG計(jì)劃將其全部組裝出來。這需要非常大的計(jì)算量，公司為此也建了一個(gè)自動(dòng)數(shù)據(jù)中心。不過，這個(gè)數(shù)據(jù)中心設(shè)在距離公司大約有20分鐘車程的地方那兒的電費(fèi)更便宜。

　　目前CG公司只針對(duì)研究者和制藥公司開放，個(gè)人還沒法購買他們的服務(wù)。在這里，每對(duì)基因組測(cè)序要價(jià)9500美元，如果購買1000對(duì)以上，則每對(duì)價(jià)格降為5000美元。這個(gè)價(jià)格是隨著基因組測(cè)序技術(shù)突飛猛進(jìn)而急劇下降的，要知道，十年前，第一對(duì)人類基因組序列完成時(shí)，其價(jià)格是以十幾億美元計(jì)量的。而科學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)預(yù)計(jì)幾年后，基因組測(cè)序的價(jià)格可能會(huì)降到一般人都可能支付得起的程度。

　　基因組測(cè)序的流水線完全是由機(jī)器人來做的，而職員做什么呢？公司共有185名職員，部分是科研人員，忙于改善公司的測(cè)序技術(shù)，另一部分則是做市場(chǎng)和聯(lián)絡(luò)，與各類客戶打交道。

　　基因組測(cè)序工程是一項(xiàng)既有非常光明的前途但又異常龐大的科學(xué)工程，而自動(dòng)化則可能成為處理這項(xiàng)工作的最佳工具。基因?qū)W家們認(rèn)為，通過一些基因掃描，是可以找到導(dǎo)致人類易感疾病的一些基因變異，人類基因譜上，有一些常見明顯變異，但是就整個(gè)遺傳問題來看，還有大量的混亂的遺傳變異隱藏在DNA雙螺旋體中，這些也導(dǎo)致了世界上千奇百怪的遺傳疾病。

　　如何去捕獵這些神秘莫測(cè)的錯(cuò)誤基因代碼呢？只剩下一個(gè)方法，那就是將整個(gè)人類基因譜測(cè)序，來捕捉一些可能和疾病有關(guān)的基因變異。這個(gè)方法雖然聽上去如同“大海撈針”一樣不靠譜，但目前一些跡象表明，今后或許基因組序列會(huì)成為醫(yī)療記錄的一部分，或者科學(xué)家可以通過家庭的基因組測(cè)序來糾正基因錯(cuò)誤。比如，去年西雅圖系統(tǒng)生物學(xué)研究所的胡德（Leroy Hood）及其小組與CG公司進(jìn)行了合作，在《科學(xué)》雜志上刊登了一篇論文。他們對(duì)一家四口的基因組進(jìn)行了測(cè)序。這是個(gè)特殊的家庭，兩個(gè)孩子都患有兩種隱性遺傳病米勒綜合征和纖毛運(yùn)動(dòng)障礙，而父母則完全正常，在分別測(cè)出這家人的基因序列后，研究者將父母和子女基因組序列進(jìn)行比較，驗(yàn)證了米勒綜合征這種非常罕見遺傳病的致病突變。

　　提供測(cè)序外包的服務(wù)

　　目前，站在基因組測(cè)序產(chǎn)業(yè)化起跑線上的企業(yè)包括了同樣位于加州的生物科學(xué)公司Pacific Bio.這個(gè)公司創(chuàng)立了首次可以對(duì)單個(gè)DNA進(jìn)行測(cè)序的儀器。和CG公司一樣，目前，這家公司也只向研究者提供服務(wù)。

　　還有一些大型的、從事基因組測(cè)序產(chǎn)業(yè)的公司已經(jīng)將基因組測(cè)序做到醫(yī)院和個(gè)人普及的地步了，如研發(fā)制造大型測(cè)序分析儀器的Illumina公司。這個(gè)公司在2008年美國(guó)成長(zhǎng)最快的科技公司評(píng)選中，風(fēng)頭甚至蓋過了Google.它們提供的產(chǎn)品甚至可以直接給病人使用。而另一位基因創(chuàng)業(yè)企業(yè)家羅斯伯格（Jonathan Rothberg）甚至發(fā)明了可以放在桌子上的基因解碼器，可以在2小時(shí)之內(nèi)以很高的精度解讀出1000萬個(gè)基因代碼符號(hào)。

　　大部分的基因組測(cè)序企業(yè)都站在一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)線上，盡力提高DNA測(cè)序的速度，降低費(fèi)用。而CG公司其實(shí)并非和它們是嚴(yán)格意義上的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手他們計(jì)劃組裝出所有的人類基因序列，研發(fā)也是為此目的而進(jìn)行。此外，他們并不如其他公司一樣開發(fā)更高級(jí)更小巧的基因組測(cè)序儀，而是為科學(xué)家提供基因組測(cè)序的外包服務(wù)，也就是說，研究人員無需購買、安裝、培訓(xùn)、運(yùn)行和維修儀器，而只要將樣品交給這家公司，等待結(jié)果到來就可以。雖然很多人不理解他們的做法，但這家公司始終堅(jiān)持自己的觀點(diǎn)，認(rèn)為這樣的服務(wù)最能讓科學(xué)家將時(shí)間從搗騰儀器設(shè)備的工作中解放出來，專心放在生物學(xué)和假說驗(yàn)證上。

　　從這幾年CG公司取得的成績(jī)來看，這種做法確實(shí)是有效的。2009年，CG公司宣布其測(cè)出了第一個(gè)人類基因序列，并移交給美國(guó)生物科技信息中心數(shù)據(jù)庫。同一年，他們?cè)凇犊茖W(xué)》上刊文，發(fā)布了三個(gè)完整人類基因組序列分析的結(jié)果，當(dāng)時(shí)文章還宣布，測(cè)序的成本已經(jīng)可以降到1726美元。這在生物界引起了轟動(dòng)。到了那一年結(jié)束，他們已經(jīng)做出了50個(gè)人的基因序列。

　　此外，他們的名字也隨著來自各地的科學(xué)家一起多次登上了權(quán)威學(xué)術(shù)雜志。除了去年幫助科學(xué)家解開了米勒綜合征突變難題給科學(xué)界留下難忘的印象之外，美國(guó)的羅氏公司還曾經(jīng)借助CG的基因組測(cè)序技術(shù)，完成了人類科學(xué)史上第一例肺癌患者的全基因組比較。相關(guān)研究結(jié)果刊登在《自然》雜志上。而美國(guó)癌癥學(xué)會(huì)也開始和CG公司聯(lián)手，希望通過其服務(wù)比較正常人和癌細(xì)胞基因組序列的差異。或許在不久的將來，解開癌癥之謎的第一個(gè)貢獻(xiàn)就屬于這些藍(lán)光照耀下的機(jī)器人。