太平洋生物公司的基因測(cè)序儀獨(dú)辟蹊徑，堪比谷歌與蘋果。
在加州門洛帕克市（Menlo Park）市區(qū)的一幢寫字樓里，世界上運(yùn)行速度快的基因測(cè)序儀向世人展示了它的神奇。這臺(tái)鋁合金樣機(jī)如碗柜般大小，兩束激光在其中經(jīng)過反光鏡和透光鏡之 后，射向一個(gè)30厘米高、類似6足昆蟲的機(jī)器裝置。在這個(gè)裝置里面，兩束激光匯聚于指甲蓋大小的載玻片中心，而匯聚點(diǎn)則只有大頭針的針尖那么大。
這個(gè)點(diǎn)雖小，里面卻充滿了成千上萬個(gè)比世界上體積小的晶體管還要微小的納米孔。在這些小孔中，大約有1/3承載著DNA的片段，它們和一種經(jīng)過變異的酶 混合在一起。向孔中滴入被熒光染料著色的分子后，不同種類的遺傳密碼即會(huì)發(fā)出特定顏色的光。光譜儀會(huì)記錄下這些閃光，然后將其傳入電腦進(jìn)行分析。
這臺(tái)樣機(jī)可以在15分鐘內(nèi)完成對(duì)數(shù)百萬基因組的測(cè)序，同樣的工作量如果用普通測(cè)序儀來做，則要耗費(fèi)幾天甚至幾個(gè)星期。41歲的物理學(xué)家特納 （Stephen Turner）是這場(chǎng)基因測(cè)序新**的先鋒人物。12年前，他和同在康奈爾大學(xué)（Cornell University）研究生院的一個(gè)朋友萌生了通過納米孔進(jìn)行基因測(cè)序的想法。2000年，他創(chuàng)辦了一家生物技術(shù)公司，要將夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
不過在當(dāng)時(shí)，生物技術(shù)得不到風(fēng)險(xiǎn)投資的青睞，特納于是和同為物理學(xué)家的妻子拿出了6.5萬美元的個(gè)人積蓄，以維持公司的運(yùn)作。當(dāng)時(shí)，這些錢是他們所有的存款，而公司一整年的收入都達(dá)不到這個(gè)數(shù)字。
不過，今非昔比，鑒于特納創(chuàng)辦的太平洋生物公司（Pacific Biosciences）將對(duì)生物及醫(yī)藥領(lǐng)域產(chǎn)生**性的影響，大家把它和Google、Apple以及Intel相提并論。通過這樣一部機(jī)器，研究人員可以對(duì)數(shù)以千計(jì)的病毒標(biāo)本進(jìn)行觀察，并且立即得到數(shù)據(jù)。
另外，目前無法解讀的植物基因組，也可以用特納的機(jī)器來一探究竟。斯坦福大學(xué)的研究人員還拓展了該機(jī)器的應(yīng)用，探索細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)生成的機(jī)理。實(shí)際上，特納 的測(cè)序儀可以被視為一個(gè)強(qiáng)大的分子顯微鏡，可以在很多場(chǎng)合加以利用，比如觀察**如何阻礙生物酶，從而提升**的性能。
2006年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主科恩伯塔（Roger Kornberg）曾經(jīng)說道：“我們必須承認(rèn)，如果太平洋生物公司能夠成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，它們將**占領(lǐng)基因測(cè)序這個(gè)市場(chǎng)。這家公司有非常廣闊的發(fā)展前景。”科恩伯塔現(xiàn)在是太平洋生物公司的董事會(huì)成員。
目前，遺傳領(lǐng)域的激烈競爭主要集中在如何提高基因測(cè)序通量，同時(shí)降低成本。2000年，對(duì)人類基因進(jìn)行全測(cè)序要花費(fèi)10億美元，但7年后，這個(gè)數(shù)字已經(jīng)跌 到了100萬美元。位于圣地亞哥（San Diego）的熒光公司（Illumina）目前擁有價(jià)值60億美元的基因芯片市場(chǎng)，該公司今年夏天開始以5萬美元的價(jià)格提供人類基因組測(cè)序服務(wù)。加州山 景市（Mountain View）的整合基因公司（Complete Genomics）同樣提供基因測(cè)序服務(wù)。這家新成立的公司預(yù)計(jì)，通過提高通量，基因測(cè)序的費(fèi)用在明年會(huì)進(jìn)一步降低至5,000美元。
特納估計(jì)，由于人類在化學(xué)領(lǐng)域的突破，他的測(cè)序儀的測(cè)序通量在未來的幾年里可以達(dá)到**代測(cè)序儀的9倍，到2013年則可以再提高10倍。前默克公司 （Merck）的遺傳學(xué)家、現(xiàn)太平洋生物公司的**技術(shù)官施達(dá)特（Eric Schadt）認(rèn)為：“只需一滴試劑，就可以完成整個(gè)基因測(cè)序?！?/p>
太平洋生物公司明年年初會(huì)向孟山都公司（Monsanto）和其他大型科研機(jī)構(gòu)交付10臺(tái)測(cè)試版機(jī)器。公司預(yù)計(jì)在明年下半年正式推出測(cè)序儀，具體的價(jià)格尚 未公布，但估計(jì)會(huì)在60萬美元左右（不包括額外幾十萬美元的化學(xué)試劑）。太平洋生物公司目前擁有280名員工。雖然公司已經(jīng)得到了2.6億美元的風(fēng)險(xiǎn)投 資，但由于預(yù)計(jì)盈利的時(shí)間是2012年中期，所以仍需要3.5億美元的資金來維持。為了融資，太平洋生物公司可能會(huì)在明年上市。
當(dāng)代基因測(cè)序技術(shù)始于1992年。那時(shí)，技術(shù)狂人萬特（J.Craig Venter）發(fā)現(xiàn)，同時(shí)使用多臺(tái)基因測(cè)序儀可以對(duì)整個(gè)有機(jī)組織，即**，進(jìn)行測(cè)序。當(dāng)時(shí)，不僅由政府資助的人類基因組計(jì)劃（Human Genome Project，耗資30億美元）采用這種花費(fèi)高昂的方式，而且萬特的競爭對(duì)手、位于馬里蘭州羅克維爾市（Rockville）的賽雷拉基因公司 （Celera Genomics）也在效仿。
上世紀(jì)90年代末期，特納在康奈爾大學(xué)的好友、生物學(xué)家科拉克（Jonas Korlach）設(shè)想出了一種他認(rèn)為更經(jīng)濟(jì)且更便捷的基因測(cè)序方法。
當(dāng)時(shí)的測(cè)序技術(shù)要求DNA首先被分割成許多微小的片段并被轉(zhuǎn)化成**，然后放入測(cè)序儀中，通過分類和分析長度，辨別出4種基因代碼：即A（adenine,腺嘌呤）、T(thymine，胸腺嘧啶)、G（guanine，鳥嘌呤）、C（cytosine，胞嘧啶）。但是，這種方法需要大 量的DNA分子，及許多成本高昂的化學(xué)試劑。
科拉克則提出了一個(gè)不同的想法，就是“窺視”細(xì)胞復(fù)制DNA的過程。這個(gè)方法的原理在于，細(xì)胞每一次分裂都會(huì)對(duì)整個(gè)基因進(jìn)行讀取和復(fù)制。不過，要攫取這個(gè) 過程卻并不簡單。DNA的結(jié)構(gòu)有如拉鏈，A、T、C、G則是拉鏈上的鋸齒。由于A只同T結(jié)合，G只同C結(jié)合，所以拉鏈一開一合之后，會(huì)形成兩個(gè)相同的基 因。用熒光染料給基因代碼做標(biāo)記雖然簡單，但要捕捉到微弱的閃光卻非常困難。特納的納米技術(shù)就是在這個(gè)部分帶來了突破，而解決難題的利器就是一塊覆有鋁涂 層且布滿納米級(jí)小孔的玻璃片。
但是，實(shí)驗(yàn)室里的其他研究人員卻懷疑，布滿小孔的金屬片是否真的那么神奇。事實(shí)后證明，這些經(jīng)零模波導(dǎo)（zero-mode wave guides）形成的小孔，可以理想地捕捉并讀取微弱的閃光。
特納成立了一家叫做納米流體（Nanofluidics）的公司，不過這家公司后來因?yàn)橘Y金匱乏而倒閉。特納和他的妻子用自己的積蓄支付了**申請(qǐng)費(fèi)，這 樣康奈爾大學(xué)就不會(huì)在公司中擁有股份。他們還自己負(fù)擔(dān)研究經(jīng)費(fèi)，以使特納有資格申請(qǐng)國家衛(wèi)生研究院（National Institutes of Health）的資助。
一直以來，特納從未停止過自己的研究工作。2003年1月，他的一篇描述測(cè)序儀樣機(jī)的文章終于登上了業(yè)內(nèi)受推崇的《科學(xué)》（Science）雜志的封面。
他的這次“亮相”吸引了埃里克森，此人是加州門洛帕克市達(dá)維多風(fēng)險(xiǎn)投資公司（Mohr Davidow Ventures）的合伙人。那時(shí)候，人類基因組計(jì)劃剛剛完成，大部分的風(fēng)險(xiǎn)投資都對(duì)基因測(cè)序興趣不大。但是埃里克森認(rèn)為，成本更低的測(cè)序儀有朝一日會(huì)有 市場(chǎng)需求，于是，他給特納投資了550萬美元，后來更是大幅追加了投資。
特納2003年5月從康奈爾大學(xué)辭職，并搬到西部創(chuàng)立了太平洋生物公司。為了專心研究，他放棄了擔(dān)任公司的**執(zhí)行官一職。曾經(jīng)在電信行業(yè)做過高管的馬丁 （Hugh Martin）聞?dòng)嵑竺熳运]，后成為了太平洋生物公司的經(jīng)營管理者。而在技術(shù)上功不可沒的科拉克也于2004年3月加入了公司。
在特納和他的同事們研制測(cè)序儀的同時(shí)，基因技術(shù)**也在不斷發(fā)展。技術(shù)更新、價(jià)格更低的測(cè)序機(jī)器大幅降低了測(cè)序成本。2007年，454生命科學(xué)公司 （454 Life Sciences）花費(fèi)100萬美元對(duì)DNA雙鏈結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者沃森（James Watson）進(jìn)行了基因組測(cè)序。整合基因公司近宣布已經(jīng)為輝瑞公司（Pfizer）和哈佛大學(xué)完成了14個(gè)人類基因組的測(cè)序，每次費(fèi)用是2萬美元。
整合基因公司采取了不同的策略，他們不出售測(cè)序儀，而是采用工廠批量生產(chǎn)的方式，同時(shí)對(duì)多組基因進(jìn)行測(cè)序以降低成本。該公司稱將在明年進(jìn)行1萬個(gè)基因組測(cè) 序。里斯旺投資銀行（Leerink Swann）的遺傳行業(yè)分析員羅（Isaac Ro）說：“對(duì)任何新進(jìn)入市場(chǎng)的基因測(cè)序公司來說，大的挑戰(zhàn)在于基因測(cè)序的價(jià)格已經(jīng)被壓得很低了。”
太平洋生物公司深知競爭之激烈，所以他們希望自己的產(chǎn)品能夠有擊敗競爭對(duì)手的獨(dú)特之處。圣地亞哥斯克里普斯研究所（Scripps Institute）的教授肖克（Nicholas Schork）目前運(yùn)用太平洋生物公司的技術(shù)來研究為什么一些有抗藥性的**更容易死亡。他說，現(xiàn)有的高速基因測(cè)序儀只能檢測(cè)很短的DNA 片段，而且必須使用巨型計(jì)算機(jī)才能將其拼合。所以，一旦本來相同的基因在順序上發(fā)生了改變，即將無害的**轉(zhuǎn)變?yōu)橹虏?*時(shí)，這種情況就會(huì)被漏掉。而如果 使用太平洋生物公司的技術(shù)，研究人員就能看得更完整。
特納的測(cè)序儀還可用作超級(jí)顯微鏡，因?yàn)樗軌驅(qū)Τ蛑獾钠渌镔|(zhì)進(jìn)行測(cè)序。例如，許多病毒都是由核糖核酸（RNA）構(gòu)成的。太平洋生物公司的測(cè)序儀可以對(duì)RNA進(jìn)行直接測(cè)序，讓研究人員更好地了解病毒毒性的差異。到目前為止，尚未有其他公司掌握這項(xiàng)技術(shù)。
此外，斯坦福大學(xué)的研究人員還利用這臺(tái)測(cè)序儀來觀察核糖體，這種物質(zhì)的特性是在細(xì)胞內(nèi)通過基因密碼生成蛋白質(zhì)。對(duì)核糖體更深入的了解是研制新型***的關(guān)鍵，約有1/3的***可以成功地破壞病毒合成蛋白質(zhì)的功能。
此時(shí)此刻，樣機(jī)的零件散落在地板上，工程師們正在對(duì)它進(jìn)行微調(diào)，以確保穩(wěn)定性。特納和他的同事們?cè)谝慌杂姓f有笑，他們決定用卡通喜劇《辛普森一家》（The Simpsons）中的人物來給機(jī)器命名。
