如果没有雷罗伊 · 胡德(Leroy Hood),生物科学领域也许就不会是今天的样子了。

胡德是《研究与开发杂志》1993年的年度科学家。在胡德的科学生涯中,他的主要贡献是在分子免疫技术的研究上。

他还对十余项仪器的发明作出了重要的贡献。这些仪器对生物技术的自动化起到了推动作用。

当胡德在帕萨迪纳的加州理工学院时,他和他的同事研制了蛋白质和DNA(脱氧核糖核酸)的顺序分析仪和合成器,这些仪器具有革命性的意义。在胡德的基因顺序分析仪开发之前,分解12,000个碱基对的译码要花1年的时间,现在大约只需半天。(顺序分析仪已由加州福斯特市的应用生物系统公司生产并投入市场)。

胡德对取得这些成就仍感不足,他还在发起并推动人类基因组工程(Human Genome Project)发挥了作用。这项工程以15年为期,投资30亿美元,旨在图解100,000个基因。这么多基因可以造出一个人。

艾考思(Icos)公司的总裁和董事长乔治 · 拉斯曼(George Rathmann)说“对雷罗伊所从事的任何一项工作来说,他是位出色的发言人,也是一位极聪明的实业家,尽管他著作很多,但他知道,一个人要想对整个社会发挥作用,一个'产品要比许多著作快得多。他对产品投入市场的机会是非常敏锐的。”

如何评价胡德的成功呢?

“他聪明,精力充沛,能言善辩,会说服人。”阿姆根(Amgen)公司的创建者拉斯曼接着说。阿姆根公司位于加州的绍森欧克斯市,胡德在那里担任科学顾问,拉斯曼说:“胡德是一位杰出的人物。”

微软(Microsoft)公司的董事长兼总经理比尔 · 盖茨(Bill Gates)显然同意这样的评价。去年,当胡德离开加州到西雅图去领导华盛顿大学医学院新组建的分子生物技术系时,引起了一场震动。盖茨送给他价值1,200万美元的礼物。在宣布会上,盖茨说:“胡德先生是一位纯粹的理想主义者,他的多学科方法吸引了我,这种方法把医学研究、化学、生物学和计算机科学诸领域的科学家聚在一起,共同工作,以解决复杂问题。”

胡德说,一旦有了详细的遗传和基因顺序图,就很容易发现控制人类品质的基因和对某些疾病及症状易受感染的基因。

他说,找到易受感染的基因将使医学性质从治疗转向预防,自动免疫疾病,如多发性硬化,可以通过操作一个预防免疫系统得到避免。

遗传工程疗法将用“好”的基因取代“坏”的基因。

对于癌症,研究人员将设计一种蛋白质,它能捕获癌细胞并将其杀死。

当然,胡德的预想是以先进的DNA定序技术及其相关技术为基础的。

为了加速基因的定守,胡德瞄准了毫微米制造技术。他希望制成这样一种机器,能够分析微片上数量巨大的DNA片段。生物传感器技术将被用来读取DNA'结构,然后把信息送到计算机,分析时间会从数月降到几分钟。

听起来是不是像发生在《侏罗纪公园》中的事件?但胡德说,这是可能的。

胡德说,尽管小说用了他的基因顺序分析仪的概念,但《侏罗纪公园》只是科幻小说。

胡德解释说:“《侏罗纪公园》也包含几分真实。但故事中加入了许多科学幻想,就远离真理了。你可能永远没有办法无性繁殖已经灭绝的生物,即使你有一些含有其DNA的细胞。”

“问题的关键是,我们必须用某种方法搞清楚获得纯粹DNA的DNA片段的秩序。如果生物体绝灭了。你至少要有少量的DNA,即使你能够使它们有序,你可能永远没有办法描述DNA片段的秩序。”

“再有,合成一个完整的、有意义的恐龙的DNA,这种想法令人费解。你们在讨论的染色体,在平均长度上,就达到1亿个碱基对,这就超出了可能性的范围。”

尽管如此,胡德认为:电影《侏罗纪公园》是一种刺激。看这部电影时,他确实从座位上起来好几次(在恐怖情景时)。

对《侏罗纪公园》,胡德最关注的是,人们现在只看到恐龙这种引人注目的生物产生的富有魔力的剧情故事,而没有看到新技术的真正作用,即:改善人类困境的能力。

胡德说:“我认为在研究院和工业中从事生物技术的人们应该认真地思考,给电影注入正确的思想,能够引起观众对科学的兴趣才是有益的,现在我们需要使观众认识到基因工程正在改变人类的困境和生存条件。”

胡德现在是达尔文分子技术公司(Darwin Molecoular Technologies Inc.)的科学顾问,该公司是华盛顿州科兰市的一个新成立的生物技术公司。达尔文计划使用计算机和实用分子进化技术快速寻找上百万种有用药物成分,然后提高主要成分及所得药物的疗效。

“作为一位科学顾问,在公司的最初几年,你必须投入一定的时间。”胡德解释说,“但公司壮大以后,开发了自己独立的科学人才,并且这些人情愿大显身手,那时,科学顾问的作用就逐渐减弱了,而且一个成功的公司就当如此。”

“雷罗伊能让人们跟随他,”胡德系里的一位办公室成员蒂姆 · 霍克开彼勒(Tim Hunkapiller)说,“他是这样的一个人,他让人们开始工作,只说,‘这方向正确’之后,人们就走上他们自己的路。”

“历史地讲,作为一名科学家,他有两个领域,一个是免疫学,另一个技术开发。雷罗伊从未放弃免疫学,但从80年代中期起,他的确把精力更多地集中在技术开发上,这些技术开发项目也基本上是来自当时的免疫学提出的特殊问题。”

“我们的科学是由生物学前沿的技术问题奇妙地相互作用来推动的。”胡德说,“一方面,生物学是重要的,因为它指导了你开发重要的技术。另一方面,如果你只是开发技术而不应用它,那你一定会失去一些机会。”

“我们的哲学已经成为两者的相互作用,这就要求既从事生物学研究又开发新技术。”

胡德对他的多学科方法的解释

胡德说,为分子生物技术研究开发先进的仪器需要有生物学家、物理学家、工程师、计算机科学家、数学家和化学家一同参加。

“在人类基因组工程的早期阶段,我们确实应该把精力集中在技术开发上。”他说,“我们必须开发更具威力的技术,人类基因研究的创始性工作需要快速的工具,要比今天的快得多。我们的定序技术太慢了,要提高100~500倍。”

设计性能更好的仪器必须小型化。我们要观察单个分子,因此,就必须拥有极其敏感的检测方法。一方面是化学,一方面是工程技术,再有是新材料。”

”我们需要应用数学家以对得到的数据进行统计和进行详细的分析。我们需要计算机科学家以研究信息的获取、存储、分类和分析。”

“一个非常重要的方面是实验室信息管理系统,就是说,你如何采用一个复杂的仪器系统,如我们将要开发的大型DNA顺序分析仪。要尽可能实现自动化并实现程序控制。整个过程必须有质量控制和反馈控制,如有失误,系统应有条不紊地关机。”

“更为重要的是,如果你想获得优化过程所必需的信息,你就得跟踪复杂状态中单个样本会发生什么。

“在物理和数学方面,对于解译染色体的数字信息,可能会提供有意义的算法。”

“在计算化学领域,将来提出的算法能帮助我们理解一个蛋白质在三维结构中如何重叠,这是一个重要的问题。”

“不管你观察哪个领域,多学科的相互作用都有许多机会。这是我们想去实现的任务。”

胡德,54岁,已婚,有两个孩子。尽管他在加州理工学院踢足球时双膝受过伤,他仍喜欢爬山、旅行、跑步和远程滑雪。

胡德和妻子瓦来瑞 · 洛根婚后不久,他就计划两人进行长达150英里的自背行李旅行,旅途要翻越五座高山。

洛根说:“我对自背行李旅行没有经验,对爬山也没有经验,但我愿意成为顺从和热心的新娘。”

胡德解释说:“第一天就感到极为可怕,我们走进了一条通向希拉斯的最陡的山路,瓦来瑞背着25磅重的背包,要在不足5英里的路程内登高4000英尺,更不要说我们要在山顶不大的空地上搭好帐篷了。在第二天的10点钟,我说:‘瓦来瑞。如果从这里我们翻过这座山,那就是一条近路了。’”

“我们放弃了那条小路,”洛根说,“在10点钟,我说:我走不动了,我把自己绑在一棵树上,你愿意干什么就干什么吧!’”她边笑边说。

胡德也笑着说:“由于她没有经验,这次旅行的确很艰难。所以,我们把里程缩短为100英里,我们达成了妥协。”现在,他们仍喜欢一起背行李爬山。

[International Magazine of Research Development,1993年9月]