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1700211847 他又回到母校学习生物化学和生物物理,希望自己能做些更有意义的事情。那时候,人类基因组计划马上就要开始进行,他很快就意识到自己该怎样将自己的技能和兴趣融入这个计划当中。他准确地推测出,这个项目及其使用的技术将会孕育出一片全新的数据海洋。它将改变人们研究生物学的方式。生物学研究再也不会完全被当前的模式统治了。他将这种模式视为一种封建体系,身处其中的实验室主脑都会把签了“卖身契”的研究生关在与世隔绝的实验室里慢慢调教,从不与他人沟通,也不会审视生物学中的各分支是否彼此恰合。
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1700211849 “那种情况会发生变化的。”麦考利说:“人们即将开始思考体制问题。而且没有人会乖乖地将这些想法仅仅封锁在大脑中。”
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1700211851 生物信息学是一种对各种新的生物学研究方法——比如高通量DNA测序技术——产生的数字数据进行整理,并使之变得有意义的科学分支。20世纪90年代晚期,人们开始明白,研究人员无需离开自己的电脑也可以推动生物学的发展。麦考利就在那个时候到斯坦福学习生物信息学,并找到了他的使命所在。
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1700211853 那时候,麦考利白天作为一名生物信息学家,为世界顶级的制造读取DNA的仪器的厂商工作。生物信息学研究几乎不会碰到生物实验。然而,他们的研究工作却是努力读懂生物实验所产生数据的意思,并使其成为可资利用的信息。他们坐在电脑前面,努力将原初的生命密码拼合成能够让人理解的形式。对麦考利来说,这意味着从公司的仪器中产生的大量DNA序列中筛取信息。
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1700211855 那些仪器阅读DNA所使用的方法是,将目标基因组打断成能够处理的DNA片段。仪器能够给每个片段中的每一个碱基加上一个微观荧光标签,而四种碱基的每一个所对应荧光标签的颜色都不一样。应用了最新技术的光学仪器能够读出每一种荧光标签的颜色,然后计算机就能够把序列展示出来。
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1700211857 对于人类这样已经将遗传图谱绘制出来的生物来讲,DNA测序仪能够根据已知的模式,自动把这些片段拼接起来,最后形成整个基因组的序列。但是,每个物种都有自己的基因组。已知的动物有100多万种,更不要说植物、真菌、细菌和其它单细胞生物了,所以需要进行基因组图谱绘制工作的物种数量是无穷无尽的。到目前为止,每一种首次进行全基因组测序的物种仍旧需要依靠人类的现有知识和灵感去搞明白该怎么把这些片段拼在一起。
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1700211859 麦考利白天的工作不仅仅是给那些尚未测序的物种进行测序工作。癌细胞也有自己的遗传特征。在麦考利与其同事把不同种类癌细胞的独特序列拼接起来的过程中,他们也将这些数据贡献给癌症基因组图谱计划(The Cancer Genome Atlas)。该计划是由联邦政府资助的联合项目,旨在深入了解遗传因素在疾病中扮演的角色。通过对比健康组织和癌变组织的DNA,他们希望能够提供信息给研究人员,让他们大概知道癌症出现时究竟是那些正常基因发生了突变。
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1700211861 麦考利不会将自己的工作带回家做,至少他在家里做的事情跟工作并不完全相同。回到家里,他感兴趣的工作会把他引到房子后面的车库中,在那里,他正开展一个自己的研究项目,他只称其为“独门秘方”。对于这个项目,他并不愿意多谈,因为像很多发明家一样,他相信他的工作会产生重大发现。他也如同硅谷的企业家一样,非常善于把自己的创意用华丽的词汇包装起来。
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1700211863 麦考利的雇主及其主要竞争者所制造的是用来阅读DNA序列的高端器材。这些设备的购买价格和使用成本高得惊人,至少对普通消费者如此。而在低端产品中,有一种叫做微阵列芯片(microarray)的产品,其中含有量身定做的化学物质,可以与特定序列的目标DNA结合,研究人员可以将微阵列芯片用作特定短链DNA的探针。麦考利察觉,这两种产品之间缺少一种中档产品,他希望自己可以填补这一空白。
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1700211865 麦考利希望他能在车库中将自己电子工程、计算机编程、生物信息学和纳米技术等相关背景结合起来,创造一种能随时随地解读DNA的电子装置。。与微阵列芯片不同,他的装置不需要依靠杂乱昂贵的化学物质完成这项工作。他的DNA探针将几乎完全依靠电子技术去识别特定的DNA样品。
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1700211867 “你能快捷、便宜、反复地完成对DNA的解读”麦考利说:“我已经能设想得到你用电场、DNA和传感装置完成这一简单明了的工作了。”
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1700211869 他希望将这种扫描设备用在缺少尖端的实验室和医院的地方,通过电子化地探测病菌DNA中的指纹片段来诊断疾病。他同样想象出一种由微小的生物传感器组成的无处不在的网络,这些传感器会装在你的家中、安在路灯上,并将飘过的微生物记录下来。这些传感器能够用作生物恐怖袭击等重大事件的早期预警系统。但是,麦考利更多地将这些生物传感器视作微生物群落的“气象预报”,这能帮助科学家了解这些微观生态系统的日常生活。
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1700211871 由于他并不透露项目的任何细节,所以他的点子是否能奏效还需要拭目以待。不过他并没有假装成专家状。他选择在车库里工作,而不是与投资者合作,因为他不希望在自己追求一个连自己都觉得“古怪”的理想的时候,还要向别人解释事情的原委。
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1700211873 “我没有去寻求上百万的资金支持,并对出资人许诺点什么。相反,我想按自己的节奏、自己的方式进行我的项目,我也想看到自己能够成就什么。”麦考利说。
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1700211875 这种选择,可以归结出两种方式——生物技术类创业公司,以及单纯依靠数码领域进行冒险——的根本区别。“在计算机创业企业中,你真的可以在车库里利用几台笔记本电脑做成点事儿。但是,对于一个生物技术创业企业来说,除非你仅仅是做计算机工作的,你就得做些‘东西’出来。这种东西必须得实实在在。”麦考利说。而生物技术中要用到的实实在在的东西,比如设备、试剂、烧瓶和烧杯,“如果你完全依靠从产品目录上订购这些东西,那你很快就会把自己的信用卡刷爆了。”
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1700211877 要想成为他预想中的企业家,他面前只有一种选择,这就是靠DIY。
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1700211879 “这是摆脱资金束缚的一种方法。”他说:“对我来讲,DIYbio的实质就是,‘嘿,我想要某些东西,可是我没钱。从成本角度考虑而不是安全角度考虑,我该怎么走些捷径呢?’”
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1700211881 尽管其他人走进车库是为了要求研究的权力,麦考利将自己的做法形容为“企业家工程师的效率指南”,用一条在经济衰退时期颇受青睐的DIY咒语将其概括出来便是:“如果我能花一美元做成这件事,那我能不能用50美分做成相同的事?”
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1700211883 对麦考利来说,幸运的是,属于DIY的重要时刻已经来了。从Etsy网站(美国一个手工工艺品网站——译者注)到《创造者》杂志,再到家酿康普茶〔5〕,时下,单打独斗比以往显得更酷。与麦考利一样的生物黑客都感觉到了。
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1700211885 “我想,在婴儿潮世代和X世代〔6〕相交之际出生的很多人都拥有自己的一些化工类器件。”他说:“很多人都会说:‘哈,我把老爸的电话拆了,然后就学会怎么摆弄电子设备。’那么,这些人如何学会摆弄其他东西呢?”
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1700211887 麦考利告诉我,DIY这一途径除了能带给他鼓捣工具的愉悦感,还让他重新感受了一开始让他对科学产生兴趣的惊喜之感。
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1700211889 “你希望能够抓住那些有趣的、能让你惊呼‘找到了!’的东西。而在车库实验室里瞎混,你就能做到这一点。”
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1700211891 麦考利对遗传信息的热情也引领他进入直销式基因组学这个领域。对他来说,这是弄清楚他想知道的有关自身的一些事情最简单的方法。而自己的23andMe基因检测结果让他忧心忡忡。为了改善状况,他甚至轻了70磅。但是,最让他担心的是,检测结果发现他发生黄斑变性——一种常见的视网膜疾病,会损伤中央视力(central vision)——的风险比平均水平要高。检测报告声称,他50岁后患上黄斑变性的概率高达30%-40%。
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1700211893 目前,医学上还没有方法治疗这种常见的黄斑变性,也没有任何可信的预防措施。维生素和抗氧化剂是最有希望能够阻止病情发展的药物,至少,这两种东西最有希望能让你对未来有掌控感。绿叶蔬菜中所含的以上两种营养物质最多。
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1700211895 叶酸,也叫做维生素B9,是这种疗法的关键物质。但是MTHFR(亚甲基四氢叶酸还原酶)基因——麦考利把它称为“混蛋基因”——突变可能会削弱人体利用叶酸的能力。MTHFR基因所编码的蛋白是一种酶,它能与叶酸反应从而降解某些蛋白质。根据国家卫生研究院(National Institutes of Health)的研究结果,研究人员从高胱氨酸尿症的患者体内,鉴别出MTHFR基因上至少有24个变异位点。患有这种疾病的人缺少这种酶和其他的一些酶,这会导致病者出现视力、血液和骨骼问题。
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