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十多年前,作为20世纪三大科学项目之一的人类基因组计划,由两个研究团队同时完成:国家卫生研究院(NIH)和私人公司Celera Genetics。该计划不仅开启了生物医学研究的新时代,也成为了一个典型案例,一家新兴公司在与一家国家研究所的科研斗争中胜出。

这两个团队竞争破译人类基因组的故事,并告诉人们实施大规模科学项目的新模式——“三个现代化”:工业化、团队合作和开放。如今,许多国家都启动了大规模的科学项目,如精密医学计划和脑科学计划。这个模型还可以借鉴吗?

人类基因组计划:公司的领先研究所

1998年5月,人类基因组计划的起草者之一、脱氧核糖核酸双螺旋结构的发现者詹姆斯·沃森被一个“坏男孩”唤醒入睡。克雷格·文特尔(Craig Venter)在美国国家卫生研究院工作了八年,他宣布创建一家私人公司Celera Gene Technology,该公司将与才华横溢的国家健康研究计划团队竞争绘制整个人类基因组的地图。

当时,沃森的担忧并非多余。分布在美国九个研究中心的人类基因组计划已经实施了将近一半的时间,但是只有3%的基因组序列被测序。然而,文特尔认为人类基因组计划太长太贵,应该从一开始就专注于技术研究,而不是用现有的低效方法进行测序。他领导的塞莱拉公司迅速开发了用于快速测序的短片段和用于全基因组组装的先进计算方法,极大地提高了测序效率,并在国家人类基因组计划的核心成员中引起恐慌:这不仅会使国家人类基因组计划在国际舞台上尴尬,还会使整个人类基因组信息掌握在一家私人公司手中。

公司VS研究所:产业化造就大科研优势

“克雷格想要拥有人类基因组,就像希特勒想要统治世界一样,”沃森曾经尖锐地批评道。塞莱拉的出现不仅迫使国家人类基因组计划提高了科学研究技术的效率,也使他们团结起来加快了研究和投资。2000年6月26日,在美国总统克林顿的协调下,塞莱拉和国家人类基因组计划向世界宣布人类基因组测序草案的完成。

然而,许多人知道,国家卫生研究院的人类基因组计划在这场竞争中明显落后。通过将项目分布在不同的实验室,很难在协调和工作效率方面与Celera竞争。然而,像Celera这样的小公司在研究和开发新技术方面往往有一定的优势,而且该公司在决策、运营、人才激励和结果评估方面也有一套做法。特别是对于高科技项目来说,工业化的流水线工艺效率更高,成本更低,耗时更少。

公司VS研究所:产业化造就大科研优势

艾伦脑科研究所:复制大规模科研的产业化模式

几年后,国家卫生研究院仍然没有从与塞莱拉的战斗中吸取教训,或者说,是由于自身的局限性。关于脑科学的分子库研究,国立卫生研究院又输给了新成立的艾伦大脑研究所。当时,国家卫生研究院发布了一个项目指南,建立一个分子文库来定位小鼠大脑中数百个基因的表达。(下一个第三版)

他们把项目资金给了不同的实验室。通过竞标,每个人都将参与竞争并分享资金。艾伦大脑研究所表示,它可以提前一半时间完成该项目,远远低于政府提出的预算。艾伦大脑研究所的实践是建立大脑切片和化学反应的标准化过程。它们是工业化实践。

“当时,该项目被分配到不同的实验室。这个实验室做了五个基因,那个实验室做了六个基因,把它们组合在一起,完成了所有基因的筛选。事实上,每个实验室都做类似的工作,一片一片地切割大脑组织,放在玻璃板上,然后观察基因表达。对于有明确目标的科学项目,工业实践要比研究机构好得多,可以节省资金和时间。”清华大学的白潞教授在介绍过去时这样说。

公司VS研究所:产业化造就大科研优势

团队合作和开放也是艾伦大脑研究所持续成功的秘密。作为使用公司模式进行基础研究的先驱,艾伦大脑研究所从成立之初就专注于新技术的研究和开发,并将其研究成果向公众开放,供所有研究人员免费使用。研究所始终坚持以下三大理念:团队科学、大科学和开放科学。该研究所的资深科学家曾鸿逵表示:“艾伦大脑研究所倡导的团队科学是指由不同专业背景的科学家、工程师、数学家和物理学家组成的团队,能够解决我们目前面临的问题。我们可以广泛交流和分享彼此的想法。不同的专业背景有助于更好地解决问题。大科学不仅体现在数据的规模上,还体现在数据的实用性上。所谓的开放科学意味着艾伦大脑研究所将与科研团体共享数据、工具和知识。”在她看来,艾伦大脑研究所的目标是“处理世界上其他团队无法克服的科学问题”。

公司VS研究所:产业化造就大科研优势

目前,艾伦大脑研究所已经发布了一系列脑地图,如艾伦的脑地图和艾伦的脑细胞类型数据库。这些研究成果已经在brain-map.org网站上公布,供世界各地的科学家免费使用,极大地推动了全球脑科学的进步。在某种程度上,它颠覆性地改变了神经科学的研究方法。

白潞教授说:“大学或研究机构可以有很好的原创性发现,但在一些不需要很多技术的大型科学项目中,工业化装配线方法效率更高,质量更好。因为它们是在同一个实验室完成的,所以它们的错误和标准化将得到更好的处理。”

公司更擅长科研过程和机制。

近年来,科技的发展催生了一批拥有众多专利的高科技公司,如谷歌、苹果、微软、SpaceX等。他们的研究实力也令人印象深刻。事实证明,私营公司和私营科研机构也能带来技术突破。它们在运作过程和体制机制方面优于普通研究机构。2016年初,谷歌的AlphaGo击败了人类围棋手李石师,引起了全世界的关注,引领了人工智能的快速发展。特斯拉汽车公司首席执行官埃隆·马斯克创建了SpaceX,这是一家拥有非常好的回收技术和低得多的火箭发射成本的公司,因此美国航天局也向它伸出了合作的橄榄枝。

公司VS研究所:产业化造就大科研优势

在基因测序领域,中国市场的测序公司在基础研究领域显示出独特的光芒。他们不仅有一个精简的工作流程,而且还能结合资本的力量,这将使中国在基因组学方面取得惊人的成就。例如,深圳华大基因等国内研究机构最近在酵母基因组的人工合成方面取得了突破性进展,并已登上顶级学术期刊《科学》的封面。几年前,他们领导了鸟类基因组的破译工作,这使得《科学》以稀有话题的形式进行了大量报道。

公司VS研究所:产业化造就大科研优势

无论是艾伦大脑研究所,还是谷歌、SpaceX、华大基因等高科技公司。他们给我们的启示是工业化进程,它在效率和标准化方面具有优势。如果我们需要解决关键的技术问题,小型科研项目团队的效率最高。新兴科技公司近年来的出色表现也告诉我们,在资助应用和系统应用方面,我们应该更加灵活。

(叶水森是微信公众号的知识编辑)

来源:卢森堡言论报中文网

标题:公司VS研究所:产业化造就大科研优势

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