作者:郭爽 来源:中国科学报 发布时间:2015/8/10 9:04:22
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任鲁风:做中国的基因测序仪

 任鲁风

“这一个项目我做了7年,这辈子能做几个这样的项目?它就像我的孩子一样,对于自己的孩子,哪怕再难、再苦我都要坚持。”

■本报见习记者 郭爽

“做科研就不能怕走弯路,我跌跌撞撞地走了这么多年,只是为了基因测序技术的国产化,哪怕没有资金和支持,我也要坚持做下去,因为这是我的‘孩子’。”

说这话的人是中国科学院北京基因组研究所技术研发中心常务副主任、副研究员任鲁风。多年来,他不断地调整着研究方向,不断地学习不同学科的知识,为的就是研制出中国人自己的基因测序仪。

初试牛刀

22岁,毕业于南开大学生物系的任鲁风进入天津市某医院从事遗传性耳聋基因方面的基础研究,一个偶然的机会,他与基因结下了不解之缘。

在那里,他第一次接触到了“基因芯片”,这种在当时还很“时髦”的检测技术,就像给他“注射了一针兴奋剂”。当他得知北京一家公司正在建立基因芯片技术团队时,便毫不犹豫地放弃了在医院刚刚得到的晋升职位和稳定的工作,来到北京寻找他的梦想。

他的梦想与努力没有被辜负,经过多年心血与集体攻关,2003年由任鲁风主要完成的全球第一款SARS病毒全基因组芯片问世,并荣获了首都“抗击SARS集体一等功”。

“当时的基因芯片应用涉及了人类、动物、植物及病毒等方面,主要偏重于在基础研究中的应用,其中针对病毒进行鉴别检测的基因芯片是应用研究中主要的方向。”任鲁风向记者介绍说。

在他看来,在此之前,没有其他分子检测技术能够实现检测靶标的通量概念,基因芯片是第一种可以大规模并行化进行基因靶点检测的实用技术,“如果能够根据其特点应用于恰当的实践领域,将有其广阔的市场前景”。

可是好景不长,SARS过后,和国内众多新兴产业的轨迹一样,基因芯片产业进入了一个波谷期,公司内部业务调整,使得他不得不再次转行,寻找突破口。

2004年,他所在的部门裁撤,开始转岗从事基因治疗新药的研发和临床前实验研究工作。“不安分”的他总觉得还是没有找到自己的“归宿”,他始终坚信,没有应用前景的研究只能锁在象牙塔中,直到他进入中科院基因组所。

碰撞出的基因测序仪

2008年,中科院北京基因组所时任副所长于军研究员,也是任鲁风的博士生导师,针对生命科学仪器的发展提出了模块化DNA分析系统的概念,即对于DNA进行不同层次的分析时,可以是少数几种分子生物学核心技术的一种或多种的集成。此后,在与中科院半导体所的科研交流中,双方一拍即合,提出了研发当时技术复杂度最高,同时也是未来预期应用最广泛的第二代高通量基因测序仪的思路。

这个多学科碰撞出的火花,让当时刚刚进入测序技术研究领域的任鲁风激动不已。“进入研究组后,我才发现,原来我对基因组学、基因测序的了解是那么的浅显。”任鲁风说。

研究小组提出用不同学科领域的技术解决生命科学领域应用的问题。经过生物学和物理学两个看似完全不相干的团队历时半年的相互交流学习,任鲁风和同事们了解了半导体材料和相关的光电技术,也向他们普及了基因检测的相关知识。最终,联合研究组确定了研发基因测序仪所采取的技术路线。

再难也要做下去

“2008年的时候,当时买一台类似的测序仪要花400万元,中科院给我们两年半时间,用406万元经费开发出一台测序仪,说实话当时我也觉得挺难的。”回忆起当年情景,任鲁风感慨万千。

“第一年走的弯路非常多,在摸索技术路线时,我们发现了很多问题。到2009年9月,项目要进行中期汇报时,我们才刚刚在仪器研发和技术开发方面入了门。当时非常焦虑,但是再难也要走下去。”任鲁风说。

从2009年9月到2011年4月验收结题,实际上他们只花了一年半时间便完成了这台基因测序仪原理样机的研发。个中曲折,已不能尽数。

功夫不负有心人。2011年3月,第一台基因测序仪原理样机搭建完成并功能实现,同年4月通过了中科院专家组的现场验收。

基因测序仪原理样机的研发成功不仅仅给了研究组信心,同样也为基因组所的学术方向结构完整性提供了有力的支持。在基因组所的“一三五”发展规划中,测序技术研发占据了非常重要的地位。任鲁风在当年博士毕业留所,自信满满地带领新成立的DNA测序技术研究开发中心团队进入下一个攻坚阶段——工程样机的开发工作,但却遇到了极大的困难,差点导致夭折。

工程样机的开发工作涉及到对仪器系统的全面重新设计,对各个部件都需要从工程化角度评估和测试,需要远远高于原理样机研发时所需要的经费。因为种种原因,这个项目虽然得到了研究所最大程度的支持,但一两百万元的经费对于这项工程来说实在是杯水车薪,争取国家项目资助又因为种种原因未获成功,开发工作一度陷入断粮状况。“最少的时候直接参与开发工作的只剩两三个人,我不得不争取一些小的项目咬牙支撑这个项目走下去。”任鲁风回忆起工程样机开发阶段的艰难也会有些唏嘘。

峰回路转,2013年10月,项目组与紫鑫药业达成协议,共建中科紫鑫公司实现基因测序仪项目产业化。科研项目的产业化转化所带来的资金和发展契机让任鲁风看到了希望。

“直到2015年1月,中科紫鑫已经完成了20多台机器,准备投放到遴选出的试用用户手里,让他们做免费的试用,我需要业内的评价。”任鲁风说。

国产自主知识产权的基因测序技术对国家的意义、国家在国际上的战略地位以及对精准医学的发展意义重大。任鲁风告诉记者,“我们的机器上市之后,国外的垄断企业一定会大幅度降价,对我国整体基因产业发展也会有更多的推进作用。”

“这一个项目我做了7年,这辈子能做几个这样的项目?它就像我的孩子一样,对于自己的孩子,哪怕再难、再苦我都要坚持。”任鲁风说。

《中国科学报》 (2015-08-10 第7版 学人)
 
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以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。 

2015/8/14 7:10:31 crossing
连任老师的服装都是中式华服。
2015/8/10 23:21:24 jd033
做出来了就是好样的
2015/8/10 20:19:44 CamusJustice
就是山寨已经停产的454测序仪。
2015/8/10 9:36:57 elgoog
任老师牛!
2015/8/10 9:34:21 elgoog
这么重要的设备 却让一个人 仅投入400多万经费...
在中国 太异想天开了!
目前已有6条评论
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