就像好萊塢英雄類題材電影中，完成一項(xiàng)特殊任務(wù)通常要集結(jié)擁有不同特長的各路強(qiáng)手一樣,，研發(fā)一臺基因測序儀更是需要生物,、半導(dǎo)體、光學(xué),、材料,、自動化控制、圖像處理,、機(jī)械工程,、軟件工程等多個領(lǐng)域的聯(lián)合攻關(guān)。
中科院北京基因組研究所基因測序儀研發(fā)團(tuán)隊(duì)
■本報記者王慶
任魯風(fēng)和他的同伴們這幾年心里最大的念想就是做一把“好槍”,。在他們所處的基因組學(xué)研究領(lǐng)域中，測序儀的優(yōu)劣就好比士兵在戰(zhàn)場上有沒有得心應(yīng)手的槍,。
我國是曾參與“人類基因組計(jì)劃”僅有的6個國家之一,，近年來有關(guān)“中國完成某個物種基因組測序”的報道時常見諸報端，但光鮮背后難掩的尷尬卻是,，我們始終難以擺脫對進(jìn)口測序儀器的依賴,。
“拿著別人造的槍，裝著買來的彈,，打著別人打剩下的鳥,。”中科院北京基因組研究所（以下簡稱基因組所）黨委書記楊衛(wèi)平說,，“沒有自己的儀器和測序技術(shù),，我們只能跟在別人后面走，根本談不上超越,?！?
做自己的測序儀
基因組所技術(shù)研發(fā)中心主任于軍認(rèn)為，如果把基因組學(xué)比成一個交通系統(tǒng),，測序儀就是車——“我們?nèi)绻B車都沒有,，怎么跑,？”
任魯風(fēng)在擔(dān)任基因組所技術(shù)研發(fā)中心常務(wù)副主任之后，考慮最多的也是基因測序儀受制于人的問題,。
近來基因檢測用于醫(yī)療健康最廣為人知的故事,，便是美國影星安吉麗娜·朱莉通過基因檢測獲知自己患乳腺癌的幾率高達(dá)87%，從而預(yù)防性地進(jìn)行了乳腺切除手術(shù),。
“可是目前國內(nèi)市場上的主流基因測序設(shè)備及其配套試劑均依賴進(jìn)口,，據(jù)估計(jì)僅2013年我國在儀器和試劑上的投入就會消耗20億元?！比昔旓L(fēng)說,。
在此背景下，打造先進(jìn)的國產(chǎn)基因測序儀器成了基因組所這支國家隊(duì)最重要的任務(wù)之一,。
跨學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)
就像好萊塢英雄類題材電影中,，完成一項(xiàng)特殊任務(wù)通常要集結(jié)擁有不同特長的各路強(qiáng)手一樣，研發(fā)一臺基因測序儀更是需要生物,、半導(dǎo)體,、光學(xué)、材料,、自動化控制,、圖像處理、機(jī)械工程,、軟件工程等多個領(lǐng)域的聯(lián)合攻關(guān),。
為此，基因組所邀請中科院半導(dǎo)體研究所加盟,。在項(xiàng)目的籌備階段,，雙方會定期聚在一起，相互學(xué)習(xí)對方的專業(yè)知識,，為跨界合作進(jìn)行儲備和磨合,。
不僅如此，基因組所還向中科院電子所,、計(jì)算所等多個相關(guān)科研機(jī)構(gòu)尋求智力支持,。已經(jīng)退休的馮玉臣就被特邀出山，負(fù)責(zé)測序儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和硬件集成,。退休前,，他是中科院電子所從事機(jī)械制造專業(yè)工作多年的高級工程師。
對于研發(fā)基因測序儀,，任魯風(fēng)之前的經(jīng)歷似乎冥冥之中在為此作著準(zhǔn)備,。他的父親是光電子學(xué)研究者，他本人大學(xué)讀的是生物專業(yè)，曾在醫(yī)院的檢驗(yàn)科工作,，也在企業(yè)里負(fù)責(zé)過研發(fā)和投融資管理,，可謂“雜家”。在于軍對科研方向的整體把握下,，任魯風(fēng)成為了測序儀研發(fā)各項(xiàng)具體事務(wù)的實(shí)際負(fù)責(zé)人,。
在詳細(xì)論證后，科研團(tuán)隊(duì)選擇正處于主流階段的第二代測序儀作為突破口,。盡管對于聯(lián)合攻關(guān)的困難已有一定估計(jì),，但進(jìn)入到實(shí)際操作階段，任魯風(fēng)還是深深感到,，想造一把基因測序的“好槍”著實(shí)不易,。
“通過生化反應(yīng)產(chǎn)生光學(xué)信號，然后進(jìn)行圖像處理,、軟件分析等等一系列復(fù)雜的過程都需要科學(xué)嚴(yán)密的設(shè)計(jì)和控制,。”作為從總體到各個環(huán)節(jié)的負(fù)責(zé)人和協(xié)調(diào)者,，任魯風(fēng)必須熟悉每個步驟的實(shí)際工作,。
任魯風(fēng)覺得，自己必須從頭到尾做一遍,，心里才有底,。有的細(xì)節(jié)問題，在北京解決不了,，他就和同伴跑到外地去解決,，合作方不能很好滿足需要時，他們就會親自動手直至達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn),。
此外,，資金的限制也是一大難題。有人開玩笑說：“這是在用買一臺設(shè)備的錢來造一臺設(shè)備,?！彪y度可想而知,。
向量產(chǎn)進(jìn)軍
盡管如此,，這支團(tuán)隊(duì)還是向最終目標(biāo)一步步邁進(jìn)，歷時兩年半時間完成了第二代測序儀研發(fā)項(xiàng)目,，于2011年實(shí)現(xiàn)原理樣機(jī)和性能驗(yàn)收,，部分性能指標(biāo)超越同類進(jìn)口產(chǎn)品。
這是我國第一臺能夠達(dá)到國際主流設(shè)備技術(shù)指標(biāo)的國產(chǎn)化第二代測序儀,，且成本低于進(jìn)口設(shè)備的1/2以上,，應(yīng)用成本低于進(jìn)口設(shè)備的1/3以上。
此后，基因組所自主投入完成了該項(xiàng)目的工程化和產(chǎn)品化開發(fā),，并形成其自主知識產(chǎn)權(quán)集群,。
對于基因組所的成果，時任中科院副院長李家洋特地發(fā)來的賀信中寫道：“很高興聽到這一令人振奮的好消息”,，并且“完全贊成”將其進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的想法,。
為推進(jìn)成果轉(zhuǎn)化，基因組所尋求商業(yè)力量介入,，聯(lián)合上市公司紫鑫藥業(yè)共同推進(jìn)測序儀的產(chǎn)業(yè)化,。
事實(shí)上，此前他們就已經(jīng)在人參基因組和中國人參資源普查等研究領(lǐng)域進(jìn)行了多年的緊密合作,。
作為這支基因測序“鑄槍師”團(tuán)隊(duì)的重要成員,，基因組所副研究員王緒敏對利用基因測序摸清人參資源的科考經(jīng)歷記憶猶新。
這次調(diào)查歷時3個月,，投入10輛采樣車,，30余名科研人員，行駛2.5萬公里,，途經(jīng)21個縣市,，97個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，走訪近300個村屯,，深入近1000塊參地,，足跡遍布吉林省內(nèi)所有人參產(chǎn)區(qū)，共采集各類樣本3萬余個,，建成了國內(nèi)首個人參物種種質(zhì)資源庫,。
在這一過程中，基因組所團(tuán)隊(duì)成員楊伯陽腳踝受傷但沒有離隊(duì),，鄉(xiāng)下醫(yī)療條件差,，傷病沒有得到及時深入的檢查，完成任務(wù)回京后才發(fā)現(xiàn)是跟腱斷裂補(bǔ)做了手術(shù),；有的年輕隊(duì)員則為堅(jiān)持做完整個調(diào)查項(xiàng)目而修改了此前定好的婚期,。
雖然經(jīng)歷了各種困難，但率隊(duì)參與這次調(diào)查的王緒敏和任魯風(fēng)都感到,，基因組所和企業(yè)之間的信任和默契也因此逐漸建立起來了,。
在前不久召開的國際基因組學(xué)大會上，基因組所和紫鑫藥業(yè)就合作開發(fā)第二代高通量測序系統(tǒng)項(xiàng)目正式簽訂了投資意向協(xié)議,。雙方都期待著,，在不久以后能用上自己國家鑄造的“好槍”，取得更多更大的成果,。
中科院北京基因組研究所基因測序儀研發(fā)團(tuán)隊(duì)
■本報記者王慶
任魯風(fēng)和他的同伴們這幾年心里最大的念想就是做一把“好槍”,。在他們所處的基因組學(xué)研究領(lǐng)域中，測序儀的優(yōu)劣就好比士兵在戰(zhàn)場上有沒有得心應(yīng)手的槍,。
我國是曾參與“人類基因組計(jì)劃”僅有的6個國家之一,，近年來有關(guān)“中國完成某個物種基因組測序”的報道時常見諸報端，但光鮮背后難掩的尷尬卻是,，我們始終難以擺脫對進(jìn)口測序儀器的依賴,。
“拿著別人造的槍，裝著買來的彈,，打著別人打剩下的鳥,。”中科院北京基因組研究所（以下簡稱基因組所）黨委書記楊衛(wèi)平說,，“沒有自己的儀器和測序技術(shù),，我們只能跟在別人后面走，根本談不上超越,?！?
做自己的測序儀
基因組所技術(shù)研發(fā)中心主任于軍認(rèn)為，如果把基因組學(xué)比成一個交通系統(tǒng),，測序儀就是車——“我們?nèi)绻B車都沒有,，怎么跑,？”
任魯風(fēng)在擔(dān)任基因組所技術(shù)研發(fā)中心常務(wù)副主任之后，考慮最多的也是基因測序儀受制于人的問題,。
近來基因檢測用于醫(yī)療健康最廣為人知的故事,，便是美國影星安吉麗娜·朱莉通過基因檢測獲知自己患乳腺癌的幾率高達(dá)87%，從而預(yù)防性地進(jìn)行了乳腺切除手術(shù),。
“可是目前國內(nèi)市場上的主流基因測序設(shè)備及其配套試劑均依賴進(jìn)口,，據(jù)估計(jì)僅2013年我國在儀器和試劑上的投入就會消耗20億元?！比昔旓L(fēng)說,。
在此背景下，打造先進(jìn)的國產(chǎn)基因測序儀器成了基因組所這支國家隊(duì)最重要的任務(wù)之一,。
跨學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)
就像好萊塢英雄類題材電影中,，完成一項(xiàng)特殊任務(wù)通常要集結(jié)擁有不同特長的各路強(qiáng)手一樣，研發(fā)一臺基因測序儀更是需要生物,、半導(dǎo)體,、光學(xué)、材料,、自動化控制,、圖像處理、機(jī)械工程,、軟件工程等多個領(lǐng)域的聯(lián)合攻關(guān),。
為此，基因組所邀請中科院半導(dǎo)體研究所加盟,。在項(xiàng)目的籌備階段,，雙方會定期聚在一起，相互學(xué)習(xí)對方的專業(yè)知識,，為跨界合作進(jìn)行儲備和磨合,。
不僅如此，基因組所還向中科院電子所,、計(jì)算所等多個相關(guān)科研機(jī)構(gòu)尋求智力支持,。已經(jīng)退休的馮玉臣就被特邀出山，負(fù)責(zé)測序儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和硬件集成,。退休前,，他是中科院電子所從事機(jī)械制造專業(yè)工作多年的高級工程師。
對于研發(fā)基因測序儀,，任魯風(fēng)之前的經(jīng)歷似乎冥冥之中在為此作著準(zhǔn)備,。他的父親是光電子學(xué)研究者，他本人大學(xué)讀的是生物專業(yè)，曾在醫(yī)院的檢驗(yàn)科工作,，也在企業(yè)里負(fù)責(zé)過研發(fā)和投融資管理,，可謂“雜家”。在于軍對科研方向的整體把握下,，任魯風(fēng)成為了測序儀研發(fā)各項(xiàng)具體事務(wù)的實(shí)際負(fù)責(zé)人,。
在詳細(xì)論證后，科研團(tuán)隊(duì)選擇正處于主流階段的第二代測序儀作為突破口,。盡管對于聯(lián)合攻關(guān)的困難已有一定估計(jì),，但進(jìn)入到實(shí)際操作階段，任魯風(fēng)還是深深感到,，想造一把基因測序的“好槍”著實(shí)不易,。
“通過生化反應(yīng)產(chǎn)生光學(xué)信號，然后進(jìn)行圖像處理,、軟件分析等等一系列復(fù)雜的過程都需要科學(xué)嚴(yán)密的設(shè)計(jì)和控制,。”作為從總體到各個環(huán)節(jié)的負(fù)責(zé)人和協(xié)調(diào)者,，任魯風(fēng)必須熟悉每個步驟的實(shí)際工作,。
任魯風(fēng)覺得，自己必須從頭到尾做一遍,，心里才有底,。有的細(xì)節(jié)問題，在北京解決不了,，他就和同伴跑到外地去解決,，合作方不能很好滿足需要時，他們就會親自動手直至達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn),。
此外,，資金的限制也是一大難題。有人開玩笑說：“這是在用買一臺設(shè)備的錢來造一臺設(shè)備,?！彪y度可想而知,。
向量產(chǎn)進(jìn)軍
盡管如此,，這支團(tuán)隊(duì)還是向最終目標(biāo)一步步邁進(jìn)，歷時兩年半時間完成了第二代測序儀研發(fā)項(xiàng)目,，于2011年實(shí)現(xiàn)原理樣機(jī)和性能驗(yàn)收,，部分性能指標(biāo)超越同類進(jìn)口產(chǎn)品。
這是我國第一臺能夠達(dá)到國際主流設(shè)備技術(shù)指標(biāo)的國產(chǎn)化第二代測序儀,，且成本低于進(jìn)口設(shè)備的1/2以上,，應(yīng)用成本低于進(jìn)口設(shè)備的1/3以上。
此后，基因組所自主投入完成了該項(xiàng)目的工程化和產(chǎn)品化開發(fā),，并形成其自主知識產(chǎn)權(quán)集群,。
對于基因組所的成果，時任中科院副院長李家洋特地發(fā)來的賀信中寫道：“很高興聽到這一令人振奮的好消息”,，并且“完全贊成”將其進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的想法,。
為推進(jìn)成果轉(zhuǎn)化，基因組所尋求商業(yè)力量介入,，聯(lián)合上市公司紫鑫藥業(yè)共同推進(jìn)測序儀的產(chǎn)業(yè)化,。
事實(shí)上，此前他們就已經(jīng)在人參基因組和中國人參資源普查等研究領(lǐng)域進(jìn)行了多年的緊密合作,。
作為這支基因測序“鑄槍師”團(tuán)隊(duì)的重要成員,，基因組所副研究員王緒敏對利用基因測序摸清人參資源的科考經(jīng)歷記憶猶新。
這次調(diào)查歷時3個月,，投入10輛采樣車,，30余名科研人員，行駛2.5萬公里,，途經(jīng)21個縣市,，97個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，走訪近300個村屯,，深入近1000塊參地,，足跡遍布吉林省內(nèi)所有人參產(chǎn)區(qū)，共采集各類樣本3萬余個,，建成了國內(nèi)首個人參物種種質(zhì)資源庫,。
在這一過程中，基因組所團(tuán)隊(duì)成員楊伯陽腳踝受傷但沒有離隊(duì),，鄉(xiāng)下醫(yī)療條件差,，傷病沒有得到及時深入的檢查，完成任務(wù)回京后才發(fā)現(xiàn)是跟腱斷裂補(bǔ)做了手術(shù),；有的年輕隊(duì)員則為堅(jiān)持做完整個調(diào)查項(xiàng)目而修改了此前定好的婚期,。
雖然經(jīng)歷了各種困難，但率隊(duì)參與這次調(diào)查的王緒敏和任魯風(fēng)都感到,，基因組所和企業(yè)之間的信任和默契也因此逐漸建立起來了,。
在前不久召開的國際基因組學(xué)大會上，基因組所和紫鑫藥業(yè)就合作開發(fā)第二代高通量測序系統(tǒng)項(xiàng)目正式簽訂了投資意向協(xié)議,。雙方都期待著,，在不久以后能用上自己國家鑄造的“好槍”，取得更多更大的成果,。
