太平洋生物公司的基因測序儀獨辟蹊徑，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，世界上運行速度快的基因測序儀向世人展示了它的神奇。這臺鋁合金樣機如碗柜般大小，兩束激光在其中經(jīng)過反光鏡和透光鏡之 后，射向一個30厘米高、類似6足昆蟲的機器裝置。在這個裝置里面，兩束激光匯聚于指甲蓋大小的載玻片中心，而匯聚點則只有大頭針的針尖那么大。
這個點雖小，里面卻充滿了成千上萬個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發(fā)出特定顏色的光。光譜儀會記錄下這些閃光，然后將其傳入電腦進行分析。
這臺樣機可以在15分鐘內(nèi)完成對數(shù)百萬基因組的測序，同樣的工作量如果用普通測序儀來做，則要耗費幾天甚至幾個星期。41歲的物理學(xué)家特納 （Stephen Turner）是這場基因測序新**的先鋒人物。12年前，他和同在康奈爾大學(xué)（Cornell University）研究生院的一個朋友萌生了通過納米孔進行基因測序的想法。2000年，他創(chuàng)辦了一家生物技術(shù)公司，要將夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。
不過在當(dāng)時，生物技術(shù)得不到風(fēng)險投資的青睞，特納于是和同為物理學(xué)家的妻子拿出了6.5萬美元的個人積蓄，以維持公司的運作。當(dāng)時，這些錢是他們所有的存款，而公司一整年的收入都達不到這個數(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。通過這樣一部機器，研究人員可以對數(shù)以千計的病毒標本進行觀察，并且立即得到數(shù)據(jù)。
另外，目前無法解讀的植物基因組，也可以用特納的機器來一探究竟。斯坦福大學(xué)的研究人員還拓展了該機器的應(yīng)用，探索細胞內(nèi)蛋白質(zhì)生成的機理。實際上，特納 的測序儀可以被視為一個強大的分子顯微鏡，可以在很多場合加以利用，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)獎得主科恩伯塔（Roger Kornberg）曾經(jīng)說道：“我們必須承認，如果太平洋生物公司能夠成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，它們將**占領(lǐng)基因測序這個市場。這家公司有非常廣闊的發(fā)展前景?！笨贫鞑F(xiàn)在是太平洋生物公司的董事會成員。
目前，遺傳領(lǐng)域的激烈競爭主要集中在如何提高基因測序通量，同時降低成本。2000年，對人類基因進行全測序要花費10億美元，但7年后，這個數(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）目前擁有價值60億美元的基因芯片市場，該公司今年夏天開始以5萬美元的價格提供人類基因組測序服務(wù)。加州山 景市（Mountain View）的整合基因公司（Complete Genomics）同樣提供基因測序服務(wù)。這家新成立的公司預(yù)計，通過提高通量，基因測序的費用在明年會進一步降低至5,000美元。
特納估計，由于人類在化學(xué)領(lǐng)域的突破，他的測序儀的測序通量在未來的幾年里可以達到**代測序儀的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)官施達特（Eric Schadt）認為：“只需一滴試劑，就可以完成整個基因測序?！?/p>
太平洋生物公司明年年初會向孟山都公司（Monsanto）和其他大型科研機構(gòu)交付10臺測試版機器。公司預(yù)計在明年下半年正式推出測序儀，具體的價格尚 未公布，但估計會在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)險投 資，但由于預(yù)計盈利的時間是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在明年上市。
當(dāng)代基因測序技術(shù)始于1992年。那時，技術(shù)狂人萬特（J.Craig Venter）發(fā)現(xiàn)，同時使用多臺基因測序儀可以對整個有機組織，即**，進行測序。當(dāng)時，不僅由政府資助的人類基因組計劃（Human Genome Project，耗資30億美元）采用這種花費高昂的方式，而且萬特的競爭對手、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)想出了一種他認為更經(jīng)濟且更便捷的基因測序方法。
當(dāng)時的測序技術(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不同的想法，就是“窺視”細胞復(fù)制DNA的過程。這個方法的原理在于，細胞每一次分裂都會對整個基因進行讀取和復(fù)制。不過，要攫取這個 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，會形成兩個相同的基 因。用熒光染料給基因代碼做標記雖然簡單，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 層且布滿納米級小孔的玻璃片。
但是，實驗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為資金匱乏而倒閉。特納和他的妻子用自己的積蓄支付了**申請費，這 樣康奈爾大學(xué)就不會在公司中擁有股份。他們還自己負擔(dān)研究經(jīng)費，以使特納有資格申請國家衛(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，他的一篇描述測序儀樣機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維多風(fēng)險投資公司（Mohr Davidow Ventures）的合伙人。那時候，人類基因組計劃剛剛完成，大部分的風(fēng)險投資都對基因測序興趣不大。但是埃里克森認為，成本更低的測序儀有朝一日會有 市場需求，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）聞訊后毛遂自薦，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序儀的同時，基因技術(shù)**也在不斷發(fā)展。技術(shù)更新、價格更低的測序機器大幅降低了測序成本。2007年，454生命科學(xué)公司 （454 Life Sciences）花費100萬美元對DNA雙鏈結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者沃森（James Watson）進行了基因組測序。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個人類基因組的測序，每次費用是2萬美元。
整合基因公司采取了不同的策略，他們不出售測序儀，而是采用工廠批量生產(chǎn)的方式，同時對多組基因進行測序以降低成本。該公司稱將在明年進行1萬個基因組測 序。里斯旺投資銀行（Leerink Swann）的遺傳行業(yè)分析員羅（Isaac Ro）說：“對任何新進入市場的基因測序公司來說，大的挑戰(zhàn)在于基因測序的價格已經(jīng)被壓得很低了?！?/p>
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手的獨特之處。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)有的高速基因測序儀只能檢測很短的DNA 片段，而且必須使用巨型計算機才能將其拼合。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，這種情況就會被漏掉。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。
特納的測序儀還可用作超級顯微鏡，因為它能夠?qū)Τ蛑獾钠渌镔|(zhì)進行測序。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序儀可以對RNA進行直接測序，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技術(shù)。
此外，斯坦福大學(xué)的研究人員還利用這臺測序儀來觀察核糖體，這種物質(zhì)的特性是在細胞內(nèi)通過基因密碼生成蛋白質(zhì)。對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。
此時此刻，樣機的零件散落在地板上，工程師們正在對它進行微調(diào)，以確保穩(wěn)定性。特納和他的同事們在一旁有說有笑，他們決定用卡通喜劇《辛普森一家》（The Simpsons）中的人物來給機器命名。
