问题：﻿21 世纪会是生命科学的时代吗？ 高考后被调剂到生物信息专业，刚开学搞生物的一些老师就开始给我们安利做生物的将来多么多么的有前途，互联网的热潮过后就是生命科学（生物信息）的时代。新生眼…
话题：﻿互联网、科研、计算机科学、生物信息学、生物技术
回答：﻿微信号：王凯WK。加不加随缘。作为生命科学毕业的我，面对这个问题，五味杂陈。纵览高赞文章，多是否定。诚然，生命科学无法像移动互联网一样，成为创业热土，提供大量就业和致富的机会。但也有华大基因，Editas这样的纯生物科技上市公司如星星般闪耀。国家战略规划里，总不忘将生命科学放在战略地位，自有道理。过誉和过损，俱非真相。首先，为什么生命科学不能像计算机科学一样，实现科学和产业的爆发？很简单，因为两个领域关注的不是一个维度的事情。生命科学，关注于微观世界。打个比方，先看下图（网上随便找了一段代码）：我说，请找出上面这段代码里的bug，然后debug好。你会怎样做？你可能会，先读一遍这段代码，搞明白代码含义，找到错误地方，修改，按下回车跑一遍程序，没问题就是改好了，有问题再读再改。如此往复。对吧。然后我们小步迭代，收集用户反馈，运营好产品，迎娶白富美，走向人生巅峰啦。宏观世界里司空见惯的工作套路，在微观世界里，哪那么容易，“看”，“读”，“理解”，“修改”，“验证“，哪一个不是在生物学史充满了汗水和血泪才走到今天？一、看。几十年来，解析分子结构的金标准一直是X射线晶体衍射技术，它涉及对一种分子的晶体进行X射线照射。然后，研究人员追踪X射线在晶体上的衍射方式，从而识别分子中的单个原子并在分子中分配它们的位置。1953，沃森和克里克根据富兰克林的DNA的X光衍射图及相关数据，提出了DND的双螺旋结构。时至当代，2017年，来自瑞士、美国和英国的三位科学家因“研发出冷冻电子显微技术用于溶液中生物分子结构的高分辨测定”获得诺贝尔化学奖，2017年成为冷冻电镜技术的重要一年。二、”读“始于上世纪末的人类基因组计划，中国科学家虎口夺食，获得1%的测序任务。并以此为起点，逐渐在基因测序领域占的世界制高点。想到之前饶毅抨击基因测序没有技术含量，不是科学。但这是基因学的起点。你不把ATCG的排列给记录出来，分析谈何说起呢？就好像去西部淘金的看不起那些修路修鞋的，但最后赚钱的不还是那些修路修鞋的么。三、“理解”即使我们得到了人体基因组，但如果没有理解不同碱基组合所代表的含义，那么人体基因组也只是相当于30亿个ATCG的随机排列。但不巧的是，如何进入微观世界，如何理解30亿个ATCG所代表的含义呢？这就好比是给一个只认识26个字母的6岁小童一本莎士比亚全集，让他自学理解其中含义，这可如何是好？好在这个小童发现，他有好几本莎士比亚全集。这几本莎翁全集，几乎全部一样，只有个别单词不同，然后这些单词的不同导致了要么装订不一样，要么封面颜色不一样等一系列的外观区别。小童明白了，哦，原来当第X章第Y页的单词变化时，封面颜色就发生了改变。这就是生物信息学的起源。通过大量的样本的遗传信息比较，找到微观世界的基因差别和宏观世界的表型产别之间的联系，然后确认基因的功能，实现读懂的基因的目的。而这一个方法的好处在于，除了读出遗传信息的ATCG的序列外，基本不再需要实验室里进行瓶瓶罐罐的实验，用电脑来玩找找茬的游戏就可以了。速度和效率比传统的实验室生物学要高得多。这也是为什么，华大基因在短短十几年的时间，在人才资金并不占优的情况下，顶尖杂志和SCI文章数量能够和清华北大媲美。这也是为什么，也有些人讽刺，华大基因有基因界的富士康之称。随着找找茬的游戏深入进行，人类对基因的功能的理解也越来越多。随着理解的增加，部分易读和相关性极强的基因变异已经商业化，最显著的就是NIPT（Non-invasiveprenataltesting)无创产前筛查。简单来说，孕妇的外周血中漂浮着胎儿的一些碎片DNA，因为这些胎儿的碎片DNA实在是太少，这要收集多少孕妇的外周血才能拼接出一副完整的胎儿基因组啊？但另一方面，唐氏综合症的发病机理，是整整一条染色体的多出。这样，就不需要天量的孕妇外周血液，就可以测出胎儿是否多出一条染色体，灵敏度和准确度都在99%以上。这种多倍体变异是最容易测出和给结论的遗传病，其次是单基因突变导致的遗传病。自然，这些都成为最早商业化的生命科学项目。还以华大基因为例，2018年上半年，生育健康业务收入6.22亿，已经超过2017年全年的生育健康业务收入，占公司总收入的54.5%，是无可争议的现金牛。另一方面，无创产前筛查已被各地政府广泛的认定为必做项目，纳入医保范围。这什么意思？刚需！当然，在一些成熟商业性项目落地的同事，我们还要看到两个挑战，（1）基因到底多大程度上决定表型（遗传率问题）？；（2）表型由多少个基因影响。面对人类基因组这本30多亿个碱基组成的天书，真正理解这本天书，路还远着呢。这也是为什么有人说基因检测如同算命，即玄之又玄。玄，是因为我们远未理解所有基因，远未理解所有表型背后的基因们的关系。截止2017年，人类在Pubmed发表的565,000篇论文，描述了27,000个人类基因（包括一些RNA基因），其中四分之一的文章集中描述100个基因。这说明，我们不了解的基因还有很多很多。四、“修改”Crispr,Crispr，Crispr我敲击三遍，一方面强调这个技术的重要性，另一方面，Crispr已经连续三年被《Science》评选为年度十大科学事件。毫无疑问，Crispr技术的发现会被评为诺贝尔奖，争议无非是给谁，和什么时间给。Crispr是什么？简单来说，可以任意定位，任意修改基因。推荐阅读王立铭教授的这篇科普文，我自认写的超不过他。【超长科普文】“魔剪”CRISPR发现之旅-观察-生物探索​www.biodiscover.comCrispr的专利归属颇有争议，2017年2月，法院判决继续给张锋团队。张锋参与创始的Editas公司股价应声上涨30%，公司市值上涨2.65亿美金，公司市值站上10亿美金的独角兽门槛。Editas创立于2013年。Crispr的出现，对人类对基因的理解，基因的治疗，基因的强化，似乎出现了规模化的可能。因为，一时间，人类意识到，“看”，“读”，“理解”，“修改”这一宏观世界里司空见惯的行为，在细胞内这一微观世界，都具备了！贺建奎就是用这个技术，进行了人类胚胎的基因编辑。虽然，Crispr编辑系统还在完善中，脱靶率，误删率还有待提高，但科学家们似乎相信这仅是时间问题。我唯一担心的是，中国能否在现有世界知识的基础上，在Crispr编辑系统中，自主开发出一些好用的子集，拥有自主专利。否则未来所有的Crispr应用，利润都要拱手相让，参考智能手机。五、“验证”如果是码农验证一段代码，按下回车键，跑跑程序就行。嫌跑得慢，加点钱加更多更好的内存条就可以提高速度。出错了不要紧，马上再改。生物科学家，完成了一段生命代码的编辑，输入进胚胎，想看看效果。等吧。等多久？酵母细胞3-5天；斑马鱼几个月-2年；小鼠2-3年；猴子十几年...你告诉我，小步快跑如何实现？如果是人体实验，需要先进行动物实验，还有伦理审查，再有临床观察，因为都是人命关天的事情。你告诉我，快速迭代如何实现？这也是为什么，北美的生物学博士，尤其是非生物信息学博士，一般没有七年，你是毕不了业的，因为你要等待反应时间。值得一提的是，2018年1月，我国克隆猴的诞生，标志着人类在灵长类动物的克隆技术上的突破。这个突破使得大批遗传信息相同的模型猴成为可能。在人体实验严格控制并且理应被严格控制的背景下，人类可使用有效模拟人类疾病的动物模型，既能满足脑疾病和脑高级认知功能研究的迫切需要，又可广泛应用于新药测试。综上，我无法回答，21世纪是否是生命科学的世纪。我只知道，这个领域和人本身息息相关，科学和产业突破还会接着到来，尤其是在”看“”读“”理解“”修正“四步技术都日臻具备的今天。只是微观世界的研究和转化确实需要时间和耐心。微信号：王凯WK。加不加随缘。