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汪建:华大要做好“驮碑”的事,创造一个赋能大家发展的平台|核酸|汪建|组学|细胞

 学到老图书馆nd 2022-08-21 发布于广东

今年是华大的23周年,从参与人类基因组计划1%项目,到如今发起时空组学联盟,华大一步一个脚印走出了自己的发展模式。近日,华大集团董事长、联合创始人汪建在长荡湖峰会上作主题演讲,阐述华大以任务为导向的发展模式、技术优势,并围绕“生命健康产业”,分享了生命科学领域的未来方向。

华大集团董事长、联合创始人汪建发表演讲

*以下内容根据本次演讲实录整理(略有删节和修改):

华大发展的整个历程都是以任务为导向的发展模式,今天我们来聊聊华大是怎么以任务为导向的。内容分为4个部分:科学与技术的基础、一部“国际大片”、两部“长篇作品”、三箭齐发硬功。

科学与技术工具自主带来航行自由

我们把生命科学分解为读、写、存三个方向,那它们的技术支撑是什么,工程化实践又是什么?

人体共有约37万亿个细胞,都是由受精卵发育而来。基因都一样,但最后长成的细胞却不一样,衰老过程也不一样。如何解读这个事情?这就需要一系列的技术平台,包括高通量测序、质谱、合成、超算、智能化运算等。

现在我们做单细胞测序已经非常便宜了,但要做一个人全部的37万亿个细胞,还是很难有人做得起。如何进一步降低成本、减少工作量,让我们能真正地解读生老病死的过程?这是生命科学的一个基础问题,不解决这个,就回答不了很多疾病的发生过程。

上个世纪末,我们提出要代表中国参与人类基因组计划。这个成果后来被写进了中学语文和生物学教科书里,刻在了中华世纪坛的青铜甬道上,也写在了诺贝尔博物馆一把记录着1801年到2000年间的200个重大科学发现或技术发明的尺子上。但我们更希望它能写在人民大众的心里、写在祖国的大地上、写在全世界的发展中。

人类基因组计划的实施和完成,推动了测序技术的发展。相较于那时候测一个人的全基因组耗费了38亿美元的成本和13年的时间,现在基于华大自主研发的测序平台,我们只需要几百美元,不到一天的时间便能完成。

成本的下降,也让基因测序技术真正打开了应用场景,实现了人人可及。目前,华大的无创产前基因检测样本量已经突破1000万了,帮助解决了无数家庭的问题。而我们能实现这个的根本原因是核心工具的自主可控,扛自家的枪,打自家的鸟。我们希望跟大家合作起来,扛自家的枪,打天下的鸟,实现“航行自由”。

但是光“读”(测序)还不行,能不能治疗疾病?华大人提出了一个全球血红蛋白病防控计划,希望让相关的检测费用从千元人民币降到百元甚至更低,治疗费用从几十万元降到几万元,将这个疾病从人类发展史上抹掉。

也正是因为有了自主可控的工具,我们进而提出,能不能把生老病死的过程用时空组学表述出来,能不能回答生命发育过程的问题,能不能回答脑科学的问题等。为此,我们还成立了时空组学联盟,联合全球顶尖科学家们,共同推动解决生命科学各个领域的难题。

国际大片全球公共卫生防控

上面提到的是我们科学与技术的基础,那么我们能不能做出几个更有影响的事情,比如,一部“国际大片”。实际上,从艾滋病,到埃博拉、SARS、德国大肠杆菌、新冠的防控,我们在全球传感染病防控方面还是做了不少事情的。

比如,非典的时候,华大用36个小时破译了四株SARS病毒全基因组序列,96个小时研制出病毒检测试剂盒,并无偿向全国防治非典型肺炎指挥部捐了30万人份。

武汉“火眼”实验室

2020年新冠暴发,我们春节的时候就到了武汉,提出“雷神火神与方舱,还需火眼辨阴阳”,不能完全以治疗为主,要建立“火眼”系统来辨阴阳,传染病必须找到传染源。所以,为了满足大规模核酸检测的需求,我们10天就把具备万例通量的新冠病毒核酸检测实验室——“火眼”实验室建起来了。随着疫情的蔓延,“火眼”实验室也迅速在全球各地启动。目前,“火眼”实验室已经在全球近30个国家和地区启动近百座。

长篇作品人类健康寿与作物长生

讲完“国际大片”,我们来讲讲两部“长篇作品”——人类的健康长寿和作物的长生。

我一直强调,防大于治。相较于新冠,肿瘤、出生缺陷的死亡率更高。既然我们一天能够做几百万人的新冠病毒的核酸检测,为什么不能同样做百万人的肿瘤检测?很多有明确标志物的肿瘤,完全可以用新冠核酸检测的模式去做肿瘤核酸,也完全可以在出生缺陷防控上以同样的模式实现全覆盖。

在华大内部,我们要率先实现传感染病、出生缺陷、心脑血管疾病和肿瘤的早期检测与防控,这是我反复讲的几件事情。比如,出生缺陷防控上,无创产前基因检测在华大员工中已经实现了全覆盖。在肿瘤防控上,我们定期给员工安排肿瘤相关的基因和影像检测,更早期地发现肿瘤,避免延误最佳诊疗时间。

最近,中科院Miguel实验室和华大研究院一起将成年人体细胞转化成相当于受精卵发育三天状态的全能干细胞,这是目前全球在体外培养的“最年轻”的人类细胞。它就相当于让“成年”版本的细胞返老还童,逆向转化为具有更多可能性的“婴儿期”版本的细胞,这类细胞的全能性很强,后面的用途会非常广泛,比如可以利用它来做药物筛选、人工器官等。

我们也在研究蝾螈。蝾螈具有超强的再生能力,切除脑半球的三分之一,几个月以后,就全部长回来了。我们能不能找到在此过程中有哪些重要的细胞类型参与?这些细胞类型在再生的过程中行使了哪些功能?我们身上有没有这样的关键性细胞类型,能不能进行这样的诱导?这些都是我们要从生命中学习的。

能不能天下无农,一劳永逸?云南大学胡凤益老师经过25年的探索和培育,把水稻从一年生变成多年生,种植一次,可以连续收获多年(季)。华大正在与他合作,共同推动多年生稻的进一步培育,以及在更大范围种植。

多年生稻以免耕的方式进行生产,从第二年(季)开始节省了买种、育秧、犁田耙田、插秧等生产环节,在节约成本投入的同时,降低了农民的劳动强度,极大地缓解了早晚稻“双抢”期间的农事时间间隔短、劳动力短缺等生产和社会问题,能够真正解放劳动力,造福农民。这是一种颠覆传统农业的生产模式。

目前,云南的示范基地已经连续收割了6年,平均产量每季都在500公斤左右,每年两季亩产量在1000公斤以上。

多年生稻的关键是“獠牙”,所以我们也正在用时空组学技术研究这是由哪个基因控制的,是在哪个细胞,于哪个时刻形成多年生的。水稻可以这么干,小麦、玉米、大豆可不可以这么干?

这就是我们两个核心的方向:让植物长生,让人类健康长寿。

产学研贯穿下的箭齐发硬功

华大代表中国参与人类基因组计划是一个接轨的过程,到帮助各个国家做基因组计划叫做同步,甚至有稍许的领先,再到现在的单细胞和时空组学大计划,我们完全处于一个领跑的位置。

这20多年来,从接轨/同步,到部分引领,再到领域的全面领跑,我们已经实现了基因组学、单细胞组学和时空组学领域的三箭齐发。而这背后很重要的就是整个工具、整个技术系统是我们自己研发的,它既有源头性,也有自主性。这使得我们在前沿科技上有相当大的自由度去领跑和快跑。

而且我们将产学研无缝连接、融合贯穿的这种模式是很少见的。不仅在中国,在全球的范围内也是比较罕见的。这是一个蛮有意思,值得大家关注、参照、对比的一个新模式。

今年5月,Cell官网以专题的形式发表了华大基于自主研发的时空组学技术绘制的首批生命时空全景地图。我们还领衔成立了时空组学联盟,想把它变成一个国际大科学计划。目前,已有20个国家的超过100位顶尖科学家加入我们,这是一个革命性的变化。它既是科研,也是产业,还是一个人才培养的地方,是产学研无缝连接、融合贯穿的一个全新的东西。我们相信,时空组学联盟对生命科学的贡献一定会随着时间、随着应用这项技术的人不断增多,而进一步显示出它的力量。

说了这么多,华大的角色是什么?我们是负责干活的,光荣属于合作方。我们要做好“驮碑”的事,创造一个赋能于更多合作伙伴的公共科研平台,支撑整个生态系统的建立。

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