Inde i Kinas genomfabrik

Da han var 17 år gammel, droppede Zhao Bowen ud af Beijings mest prestigefyldte gymnasium. Som mange rastløse unge mennesker i Kina tog han sydpå til Shenzhen, landets fabrikshovedstad, for at få et job. Som et teenage-vidunderbarn var han dog ikke på vej til et samlebåndsgulv; i stedet var han på vej til verdens største produktionscenter for DNA-data. Nu, et par år senere, i en eftermonteret skofabrik, som er hovedkvarteret for BGI-Shenzhen, orkestrerer den 21-årige et forsøg på at tyde den genetiske sammensætning af omkring 2.000 mennesker - mere end 12 billioner DNA-baser i alt.

BGI-Shenzhen, der engang var kendt som Beijing Genomics Institute, er sprunget ud af relativ uklarhed til at blive verdens mest produktive sekvenser af menneske-, plante- og dyre-DNA. I 2010 købte BGI ved hjælp af en kreditlinje på $1,58 milliarder fra China Development Bank 128 avancerede DNA-sekventeringsmaskiner for omkring $500.000 stykket. Det ejer nu 156 sequencere fra flere producenter og tegner sig for omkring 10 til 20 procent af alle DNA-data, der produceres globalt. Indtil videre hævder det at have fuldstændigt sekventeret omkring 50.000 menneskelige genomer - langt flere end nogen anden gruppe.

Denne historie var en del af vores marts 2013-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

BGIs store størrelse har allerede sat kinesisk genforskning på kortet. De samme stordriftsfordele kan også blive en fordel, da omfattende genaflæsninger bliver en del af hverdagsmedicinen. Omkostningerne ved DNA-sekventering falder hurtigt. Om et par år er det sandsynligt, at millioner af mennesker vil vide, hvad deres gener forudsiger om deres helbred. BGI kan være den, der fortæller dem.

Instituttet har ikke kun igangsat en række storslået udtænkte videnskabelige projekter. (I januar meddelte den, at den havde bestemt DNA-sekvensen for ikke én, men 90 varianter af kikærter.) Det er også banebrydende for en virksomhed, hvor man kan leje forskning, til at afkode menneskelige genomer i bulk, idet man tager imod ordrer fra verdens førende lægemiddelfirmaer og universiteter. Sidste år begyndte BGI endda at installere satellitlaboratorier i udenlandske forskningscentre og bemande dem med kinesiske teknikere.

BGI's fremgang betragtes med nysgerrighed og en vis ængstelse, ikke kun på grund af organisationens størrelse, men også på grund af dens opportunistiske forretningstilgang (den har et center for kloning af svin, beskæftiger sig med stamcelleforskning og driver et diagnostisk laboratorium). Instituttet beskæftiger 4.000 mennesker, lige så mange som et mellemstort universitet – 1.000 alene i dets bioinformatikafdeling. Ligesom Zhao er de fleste unge - gennemsnitsalderen er 27 - og nogle sover på firmakollegier. Gennemsnitslønnen er $1.500 om måneden.

For ti år siden var det internationale Human Genome Project ved at færdiggøre den første kopi af den menneskelige genetiske kode til en pris af 3 mia. Takket være en række smarte innovationer er omkostningerne til at læse DNA'et i en persons genom siden faldet til blot et par tusinde dollars. Alligevel har det kun skabt nye udfordringer: hvordan man lagrer, analyserer og giver mening med dataene. Ifølge BGI genererer deres maskiner seks terabyte data hver dag.

Zhang Yong, 33, en BGI seniorforsker, forudsiger, at omkostningerne ved at sekventere et menneskeligt genom inden for det næste årti vil falde til kun $200 eller $300, og BGI vil blive en kraft i at samle en global bio-Google – det vil hjælpe med at organisere alle de verdens biologiske information og gøre den universel tilgængelig og nyttig.

BGI citerer priser så lave som $3.000 for at sekventere en persons DNA.

Nogle udenforstående stiller dog spørgsmålstegn ved, om BGI er mere end biologiens version af Foxconn, den gigantiske samler af iPads og andre gadgets designet andetsteds, hvis største fabrik, der beskæftiger omkring 240.000 arbejdere, også ligger i Shenzhen. Mens BGI har udført vigtig videnskab - et nyligt papir om sekventering af bakterierne i den menneskelige tarm gjorde siderne af Natur - det ses mere som en masseproducent af data end som en igangsætter af original forskning, der kan forklare, hvad resultaterne betyder.

BGI er opskaleret meget imponerende, siger Eric Lander, direktør for Broad Institute i Cambridge, Massachusetts, som driver det største akademiske DNA-sekventeringscenter i USA. Men jeg tror, ​​at absolut skala er meget mindre vigtigt, end hvad du gør med det.

Bare rolig, vær glad

BGI's præsident, Wang Jian, 59, grundlagde virksomheden sammen med Yang Huanming, 61, i 1999. Det lykkedes dem at overtale lederne af Human Genome Project, der dengang var i fuld gang, til at lade dem håndtere 1 procent af arbejdet, hvilket gjorde Kina til eneste udviklingsland, der spiller en stor rolle. I 2002 vendte BGI hovedet ved at offentliggøre den komplette sekvens af risplanten i Videnskab . Forskning i national interesse har været en BGI grundpille: den afkodede kæmpepandaens DNA, og den opdagede den genetiske mutation, der gør tibetanerne så velegnede til liv i store højder. Uden for arbejdstiden er Wang kendt for at have bestiget Mount Everest i 2010. (Det er en nationalpark – hvad så? Ikke en big deal, siger han.)

En finurlig, uformel logik styrer BGI. Det har gjort det til et puslespil for iagttagere; det er meget forskelligt fra hierarkiske kinesiske institutioner, hvor legitimationsoplysninger og forbindelser kan betyde mest. Vicedirektør Xu Xun, 29, der fører tilsyn med den 1.000 mand store bioinformatikgruppe, siger, at det er grunden til, at BGI tiltrækker så mange talentfulde unge mennesker. Man kommer til at spille en rolle i en masse spændende ting her, siger han. I 2010 Natur citerede BGI's model i en redaktionel spørgsmålstegn ved, om forskere virkelig har brug for ph.d.er. Xu kom selv til BGI efter at have opgivet sine ph.d.-studier. Han er, hvad der er kendt beundrende omkring virksomheden som en forlader - utålmodig med skolen og ivrig efter oplevelse i den virkelige verden.

Blodprøver føres ind i automatiserede DNA-sekventeringsmaskiner.

I Wangs kabine, som er midt i en lang bugt af identiske blå kabiner bakket op af vinduer med udsigt over en byggeplads i bjergsiden, er et håndsigneret brev fra Bill Gates, der annoncerer et partnerskab om landbrugsgenomik, som BGI og Gates Foundation blev enige om at vare. efterår. Han elsker frafaldene, siger Wang om Microsofts formand. Han griner og synger så et par takter fra Bobby McFerrins Don't Worry, Be Happy, og tilføjer, jeg elsker den sang.

BGI fakturerer sig selv som Kinas første borgerstyrede forskningsinstitut. Med stærk politisk støtte fra Beijing blev det en del af det berømte kinesiske videnskabsakademi i 2003. Men det var et uroligt pasform. Det konservative akademi begrænser størrelsen af ​​dets institutter, men alligevel var BGI på en ansættelsesrejse, og den tumlede også på universitetets legitimationsoplysninger. I 2007 tilbød Shenzhens regering BGI 12,8 millioner dollars for at flytte til havnebyen og blive et uafhængigt institut.

I dag, siger Wang, kommer kun omkring 10 procent af BGIs indtægter fra statslige projekter - og det er stort set fra lokale kommuner, ikke fra Beijing. Resten er en blanding af tilskud, nogle anonyme donationer og gebyrer fra kunder, inklusive så lidt som $3.000 til $4.000 til at sekventere et menneskeligt genom.

Og selvom det er en nonprofit, driver BGI flere virksomheder. Det har fået vesterlændinge til at gætte på det kinesiske instituts sande natur. Wang siger, at de ikke skal bekymre sig. Vi kan godt lide videnskab; vi har brug for penge. Vi sætter de to ting sammen, siger han. Jeg bruger min venstre hånd til at tjene penge og min højre hånd til at lave grundforskning. På en nylig bioteknologikonference i Shenzhen, cosponsoreret af BGI, holdt Wang åbningspræsentationen. Et af hans slides lød: World-Class Science = World-Class Business.

Tusindvis af genomer

I sit videnskabelige arbejde fungerer BGI ofte som muliggører for andres ideer. Det er tilfældet i et stort projekt udtænkt af Steve Hsu, vicepræsident for forskning ved Michigan State University, for at søge efter gener, der påvirker intelligens. Under vejledning af Zhao Bowen sekventerer BGI nu DNA'et fra mere end 2.000 mennesker - for det meste amerikanere - som har IQ-score på mindst 160 eller fire standardafvigelser over gennemsnittet.

DNA'et kommer primært fra en samling af blodprøver indsamlet af Robert Plomin, en psykolog ved King's College, London. Planen, at sammenligne genomerne af genier og mennesker med almindelig intelligens, er videnskabeligt risikabel (det er sandsynligt, at tusindvis af gener er involveret) og noget kontroversiel. Af disse grunde ville det være meget svært at finde de $15 eller $20 millioner, der er nødvendige for at udføre projektet i Vesten. Måske virker det, måske gør det ikke, siger Plomin. Men BGI gør det stort set gratis.

Fra Plomins perspektiv er BGI så stor, at den ser ud til at have mere DNA-sekventeringskapacitet, end den ved, hvad den skal gøre med. Den har alle de maskiner og folk, der skal fodres med projekter, siger han. IQ-undersøgelsen er ikke det eneste megaprojekt i gang. Med en amerikansk nonprofitorganisation, Autism Speaks, bliver BGI betalt for at sekventere DNA'et fra op til 10.000 mennesker fra familier med autistiske børn. For forskere i Danmark afkoder BGI genomerne fra 3.000 overvægtige og 3.000 magre.

Ud over grundlæggende videnskab er BGI begyndt at positionere sig selv som motoren i, hvad der forventes at blive et boom i den medicinske brug af genom-scanninger. I 2011 blev det for eksempel enige om at installere et DNA-analysecenter i Children's Hospital of Philadelphia, et førende pædiatrisk hospital. Ti bioinformatikeksperter blev fløjet ind fra Shenzhen på midlertidige visa for at skabe centret, som åbnede seks måneder senere med fem sekventeringsmaskiner.

Efterhånden som teknologien kommer i klinisk brug, kan antallet af genomer, der er sekventeret i deres helhed, slynge op i millioner om året. Det er det, både hospitalet i Philadelphia og BGI forbereder sig på. De har ekspertisen, instrumenterne og stordriftsfordelene, siger Robert Doms, patolog på børnehospitalet. Han siger, at det vil betale BGI et gebyr for hvert genom, det sekvenserer, og vil tilbyde tjenesten til forældre til unge patienter med udiagnosticerede sygdomme. Hospitalet vil også udvikle nye typer genetiske tests, et område, hvor kineserne er enige om, at de har meget at lære. Selvom BGI driver et genetisk testcenter i Kina, er graden af ​​regulering, der ses i USA, ny for dets forskere. Det er et helt ekstra niveau af stringens, siger Doms.

BGI beviser også, at den kan være flink til at søge forretningsmuligheder. Sidste efterår afgav den et overraskende bud på at købe en vaklende amerikansk virksomhed, Complete Genomics of Mountain View, Californien. Virksomheden driver en kompleks teknologi til sekventering af menneskeligt DNA; i 2012 tegnede det sig for måske 10 procent af alle menneskelige DNA-data genereret globalt. Men det var at tabe penge.

BGIs bud på at købe virksomheden til en brand-salgspris på 118 millioner dollars, har vækket konkurrencemæssige bekymringer i USA. Hovedleverandøren af ​​DNA-sekventeringsinstrumenter, Illumina, forsøgte at bryde aftalen med et modbud og appellerede til Washington om at blokere overtagelsen. At lade BGI optage virksomheden ville svare til at sælge Kina formel for cola , sagde Illuminas administrerende direktør, Jay Flatley. Flatley advarede om, at kineserne, indtil nu afhængige af amerikansk maskineri, kunne dominere næste generations teknologi - og at de endda på en eller anden måde kunne gøre slem brug af amerikanske DNA-data, der flyder gennem deres computerservere i terabyte. Amerikanske regulatorer har afvist de nationale sikkerhedsproblemer, og godkendelse af aftalen afventer.

BGIs ledere ved, at modstanden mod dets ekspansion er reel, men de trækker bekymringerne fra sig. Joken i kabinerne er, at hvis BGI virkelig var et værktøj i Beijing, ville det sandsynligvis have pænere kontorlokaler. Mere sagligt siger Xu, lederen af ​​bioinformatikteamet, om opkøbet: Dette er en god teknologi. Selskabet er konkurs; vi synes, det er en god chance for at gøre noget.

Wang, Everest-bestigeren, bliver stadig ofte bedt om at forklare BGIs strategi og dens intentioner. Han siger, at han tænker på en omvandrende migrantarbejder - der leder efter muligheder og indimellem irriterer myndighederne. Sådan er BGI. Men dens eneste kerneopgave er at udføre arbejde, der vil være socialt nyttigt, siger han: dens strategi er at gøre godt.

skjule