“基因组科学的革命
一定是生命科学史上最伟大的革命之一”
《瞭望》：你怎么看21世纪前20年基因组学或多组学的发展？怎么评价组学发展状态？
您好!10的三次方就是10X10X10 答案是一千,这种题目就是乘一个十,后面就加上一个零~谢谢~
汪建：组学是一个很有争议的领域，也是很有意义、很有发展前景的领域。如果做时空上的比较，也许更容易理解。二战后，一系列大科学装置的建立促进人类对自然的认知。这些大科学装置后面都有一个重大支撑力量，就是计算。从普通计算到超级计算再到智能计算，我们对人类、自然的认知有了前所未有的进步。这些大科学装置后面还有一个巨大支持力量，就是国家力量。无论是登月计划、航天计划还是对撞机计划，都离不开国家意志和力量。这是物理科学也是物质科学在过去60年里最重大的变化。
《瞭望》：这些和生命科学、基因组学有什么关系？
汪建：生命科学大概比物质科学的研究和实践晚了三五十年。从1953年DNA双螺旋结构发现，到上世纪90年代人类基因组计划启动，人类终于有可能从生命的最基本结构上去认知生老病死和万物生长，认识生命起源。
拿人来说，它最早是从一个受精卵开始，人类基因组有30亿个碱基对。这种巨大的数据量，如果没有组学的方式系统研究，仅仅依赖过去的分子生物学和还原论的模式，解决不了问题。所以在认识论上，一定要按照生命的中心法则，从根上、从基因开始去认识生命。这就是人类基因组计划启动的根本原因。
10的3次方等于3个10相乘等于1000 10³＝10×10×10＝
当本世纪初宣布人类基因组计划完成的时候，就发现一个人的基因组远远不能代表人类整体。每一个人都是独立的个体，每一个生命体都有它的特征，所以就牵涉到大人群基因组学研究。
就拿现在引起广泛关注的罕见病来讲，一个医院的医生一辈子可能就看过一次两次罕见病，但是在百万人、千万人、一亿人这样的大人群中，罕见病就不罕见了。只有通过组学去做研究，从一个基因组变成一个表达谱，还有蛋白质组、代谢组。如果没有多组学的研究过程，仅仅从基因上研究，并不能解释所有的生命问题。
《瞭望》：怎么才能推动生物技术和信息技术的融合创新？你怎么理解和实践基因组学？
汪建：基因组也好，蛋白质组也好，其他组学也好，往往要产生海量数据。当数据大量产出的时候，BT（生物技术）与IT必须融合发展，要有全新的算法、算力、存储模式。
文艺复兴时期的人体解剖，让人们知道血液循环是什么、呼吸系统是什么，那是对生命认知的第一场革命。紧接着，人类又发明了显微镜，发现了微生物对人体的感染，后来细胞学诞生，进化论诞生，一场场革命推动了生命科学的发展。
在20世纪70年代，测序问题得到解决，终于可以对一个人的基因组图谱进行分析，在纳米尺度上对生命起源问题进行全面观察和分析。
我觉得，基因组科学的革命一定是生命科学史上最伟大的革命之一，并且已经带来更有影响力的一场革命。从人体解剖到显微镜，到对生老病死的真正解读，每上一个台阶，就会带来更广阔的认知和突破。
让人欣慰的是，“十四五”规划和2035年远景目标纲要着眼于抢占未来产业发展先机，在类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。基因技术位列其中。其实这一产业不仅是未来产业，更是战略性新兴产业。期待我国更多地区在基因技术领域进一步抓紧部署攻关、进一步推广应用，提供更多应用场景，加强路径探索、交叉融合和颠覆性技术的供给。
检测员在石家庄“火眼”实验室内工作（1月26日摄） 杨世尧摄/本刊
“不掌握工具和技术。
要真正推动革命性进步是不太可能的”
《瞭望》：华大基因是怎么成为世界最大基因组学研发机构的？
汪建：华大从上世纪90年代开始做基因测序，产出K量级的数据，也就是10的3次方。从单个碱基到单个基因，从平板测序到毛细管电泳测序，产出数量已经到了M量级，也就是10的6次方。华大有幸经历了这个过程，当年我们承担了人类基因组计划1%的任务，一台机器一天能做10的6次方的数据，那时候觉得是一件了不起的事情。
后来有了新的技术突破。2007年，伴随新的测序技术，一台机器一天能完成10的9次方也就是G量级的数据。我们抓住历史机遇，快速往前推进，但同时也意识到在仪器设备、试剂耗材上受制于人，要真正推动生命科学的革命性进步，手里没有掌握真正的工具和技术是不太可能的。所以我们通过并购、消化、吸收，实现了完全自主创新，生产了能一天产出T量级数据的高通量测序仪器。在过去几年里，我们在测序仪上不仅保持与国际同步，而且在某些领域实现了跨越发展。根据自然指数年度榜单，华大已连续六年夺得亚太地区生命科学产业机构第一。
正因为有了高通量测序等手段，有了海量数据的迅速捕捉、识别，人类在面临未知病毒等未知生物时才有了快速甄别、反应的能力。新冠肺炎就是如此。从武汉到北京新发地，再到这次广东疫情，防疫过程都是如此。我之所以反复强调高通量，是因为只有高通量才能实现大规模、低成本。
《瞭望》：回顾人类基因组工作框架图绘制以来20多年的历程，你最大的感悟是什么？
汪建：这20多年，我们最大的体会，就是随着技术进步、工具突破，必然推动IT技术的革命。从算力到算法到存储都要更快，通量更高、成本更低、耗电更少、保存可靠度更高，这就是大人群基因组学和时空组学带来的必然结果。
如果把20世纪作为一个阶段的话，过去几百年来积累的科学技术和认知，现在基本中等发达国家都能够接受，我姑且把它叫做红海。21世纪初，这20年来的大人群基因组学研究，它还是个蓝海，只有少数国家和机构能做。身处这个蓝海中，我们希望能够解决一些遗传病、传染病和肿瘤早期发现问题。
更重要的是2020年以来时空组学的发展。时空组学这个名字是华大提出来的，是在时间和空间上进行基因组、表达谱、多组学的研究。这是一个深蓝色的海洋，是一块完全未被探索的新领域，也是千载难逢的机会。我们要努力把这一块做好，保证产生新成果，形成全面引领性的发展，以大科学工程、大科学装置、大数据计算为导向，形成以国家力量作为支撑的新发展模式。
华大智造全自动分杯处理系统 MGISTP-7000 操作样本中
人类进入的不仅仅是生物经济时代。
我认为应该叫“生命时代”
《瞭望》：有发达国家宣布继农业经济、工业经济、信息经济之后，人类已经进入生物经济时代，你怎么看？
汪建：人类进入的不仅仅是生物经济时代，我认为应该叫“生命时代”，生命时代从为了人类生存、发展的历史阶段脱胎而出，是一个以生命的健康、价值、意义作为未来主要发展方向的时代。
从原始社会、农耕文化、工业时代到信息时代，这样一个大的以千万年计的历史发展过程，人类为了更好地生存而奋斗，生老病死被看成是自然规律。但是当物质比较富足的时候，对生老病死的看法和掌控就提高到一个前所未有的历史阶段。所以，生命的价值首先是解决生老病死问题，之后是让人在精神上有更多的满足。
《瞭望》：对中国来讲，到了生物经济时代，是否有超越的机会？我们应该在哪些地方用更大的力度去推动？
汪建：科学家可以做的是“以成证知”——拿成果来证明这样的认知是一条发展道路。在产业一体化上，华大集团已经走出一条全新路子。如果能给我们两个“助力”，我们就可以加快“以成证知”的过程。
第一，是在基础科学上重点支持，比如说时空组学。我们现在发起时空组学这么大一个项目，是以我们为主做。中央政府、深圳市委市政府，以及其他一些地方政府给予我们很大支持，但创新源头还是在华大自身，创新土壤则是国家大环境，如果能给一些重点扶持和支持，我们会突破更快。
第二，科学突破需要巨大无比的应用场景。拿出百万人、千万人这么大人口的数据量，在时间上可持续地观察，才能够对生老病死给出一个有力回答。新冠肺炎疫情来袭，我们在北京、香港、石家庄、广州做核酸检测，在空间上不断显示我们的能力。比如我们从武汉最开始一天做100人份核酸检测样本，现在在广州一天能做210万人份样本。
计算方法是：10的3次方=10×10×10=
现在，我们要在时间上也构建能力。比如说肿瘤，它是慢性疾病，需要百万人、千万人的数据量。我们需要的也是应用场景。我们一天能够做几百万人的新冠核酸检测，也可以同样做百万人的肿瘤检测。很多有明确标志物的肿瘤，完全可以用新冠核酸检测的模式去做肿瘤核酸，也完全可以在出生缺陷防控上以同样模式实现全覆盖。
在新冠肺炎疫情面前，我们有了充分的舞台展示能力。我们的“火眼”实验室已在全球近30个国家和地区落地80余座，那不仅仅是气膜，更关键是里面有我们几乎全套的装备。比如华大智造高通量自动化病毒核酸提取设备MGISP-960，通量达到192个样本/80分钟，一人可同时操作3台仪器，大大加快规模化样本检测速度。但是在出生缺陷防控、肿瘤防控上，我们还缺乏这样的应用场景。
《瞭望》：华大此前是否有相关探索实践？
汪建：如果华大能够在生命科学领域先行示范，实现以成证知，那就好了。而且我们想要在相对处于经济欠发达的地区尝试用自主研制的系列高通量设备做大人群的、百万人乃至千万人的传染病防控、出生缺陷防控、肿瘤防控研究，如果能做到，那就能做到普惠了。
以天津的耳聋防控为例。2012年，天津市启动新生儿遗传性耳聋基因检测项目，到2019年我们已经为约60万天津新生儿提供检测，覆盖率超过70%，天津聋人学校的生源已减少80%。
深圳在全国率先将无创产前基因检测纳入公卫项目，从2011年到2018年，用8年时间实现覆盖度达90%以上。据深圳市卫健委报告，2011年至2018年，深圳唐氏综合征发生率由2011年的4.94/万上升为2018年的13.42/万，但全市唐氏儿的出生率由2011年的2.27/万下降至2018年的0.82/万。
“该检测的一个不少，可避免的一个不多”
《瞭望》：对普通百姓你有什么提醒和建议？
汪建：我们小区大楼门前贴了个标语：“三个百分百：体温检测百分百，核酸检测百分百，疫苗注射百分百”。这是为防控新冠肺炎采取的措施。那么，能不能对结核病也做尽多地检测、预防？肝炎是不是也可以？其他传染病如何？出生缺陷检测、有确定标志物的肿瘤，也可以考虑尽多地进行早期预防、早期检测、早期治疗。
1、10的3次方是1000。2、解析：10的三次方就是三个10相乘,即10X10X10=1000。3、次方最基本的定义是：设a为某数，n为正整数，a的n次方表示为a?，表示n个a连乘所得之结果，如2?=2×2×2×2=16。次方的定义还可。
在宫颈癌筛查上，我们过去做的超过570万例HPV检测中，发现了约56万例阳性受检者，她们通过及时进行临床确诊和干预治疗，有效预防了宫颈癌的发生。所以，现在要实现先天无残、天下少病，我们提出“该检测的一个不少，可避免的一个不多”。
《瞭望》：在今天的中国，生命科学领域会涌现缔造“繁荣的商业帝国”的人吗？
汪建：要把一个科学成果推广出去，需要转换场所。现在我们用基因测序的方法，上午完成一个科学实验，下午就可以转化为产业项目，这是一个商业化过程，这是第一个问题。
第二个问题，华大做的这些事情，商业目标只是我们的评价指标之一，并不是终极目标。我们的目标叫“基因科技造福人类”。在我看来，未来，商业本身不应该再成为目标，商业是实现更远大目标的手段。所以企业这个名词需要重新定义，不是为了钱活着，钱是为活着的意义提供条件的。
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