私营企业实验室的竞争迫使“人类基因组计划”陷入一场疯狂角逐，以求赢得——
约10年前开始提出“人类基因组计划”时，提议者曾把它与“曼哈顿计划”即载人登月航天任务相比：复杂程度之高、涉及范围之广，只有政府才有人力、物力和财力来实现它——何况还可能有巨大的盈利，所以也会不遗余力。
待该计划完成之时，其倡议者许诺，科学最终会解读这部“生命百科全书”，即主要决定人体每一种理化特性的10多万个基因的全部生化密码。研究人员一旦将其弄清楚之后，就能够准确地断定各个基因是如何作用的——更重要的是，能够解决各种引发心脏病、癌症等一系列致命疾病的基因功能失常问题。
这项工作虽很重要，但得花点时间。好在与原子弹或空间技术的竞争不同，没有希特勒或赫鲁晓夫似的人物威胁说要独占鳌头。受联邦政府资助承担此任的美国科学家认为，既然不存在这类迫使他们全力以赴的外来危险，那么他们完全可以按原计划进行，在2005年左右完成这项工作。
他们的想法错了。纳粹和苏联也许成了历史，但出现一股更惊人的力量将人类基因组计划推入上帝都感到担忧的境地，这就是获利的动机。各医药公司都想把基因组研究转变为医治各种疑难疾病的新疗法以谋取巨额利润，而设法最先获得这一信息的医药公司将是最大受益者。
因此，私营企业纷纷开展自己的人类基因组计划并不令人惊讶。基于这种可能获利的动机，他们的科研人员找到加速译码过程的办法也不足为奇。的确，有一家这样的私营企业——由独立科学家克雷格·温特(Craig Venter)领导的塞洛拉基因科学公司就公开声称，他们将用3年时间彻底搞完这项工作。
在温特这一惊人告示的影响下，联邦基因组计划(目前正在美国一些大学和国家实验室、英格兰剑桥附近的桑格中心、德国和日本的一些机构进行)领导人决定重新考虑他们的研究进度安排。最近，他们宣布，将完成时间从2005年提前到2003年，并最迟在2001年拿出基因组的“工作方式草图”。
从1980年人类基因组计划正式开始起，完整和准确就是其两个同样重要的原则。据此，研究人员已非常细致地鉴别出了4000多个基因，作为人体生理活动蓝图(即带有指示细胞如何生产特定蛋白质的指令)的遗传基因大约有10多万个。据估计，在此之前，科学家们已确定了约1500个基因在人体46条染色体(细胞核心部位蛋白质上扭曲成绞合状的长链DNA)上的位置。不过，他们只是译解或者说按顺序排列了一些各基因表述的数百个单词的“句子”，即由代表4个可用碱基分子的字母A、T、C和G依次构成的三字母“单词”所组建的句子。
该计划30亿美元投人的预期目标是：非常精确地对含有30亿个字母的整个人类基因组进行排序，为最终弄清各基因生产什么蛋白及欲达到什么目的作好准备。这道工序就好比绘制一张从旧金山到纽约的全程步行路线图，特别标明沿途的每一座山岗和每一条河谷。这是一项进度较慢但非常细致的工作。8年过去了，研究人员已将人类基因组的7%按照百科全书那样详细地排好了顺序。
不过，尽管这项基因组计划一直在井井有条地记载着人体细胞的详细情况(包括约占DNA全长97%的不含基因部分)，但私营企业还是选择了一种极为不同的方法。他们所绘的基因图谱倒是更像卫星照片，虽然拍下了整个路线，但突出反映的只是那些最重要的部位。私营企业绘制基因图谱竞赛参与者之一、加州帕洛阿尔托市Incyte制药公司的总裁兼总工程师兰德尔·斯科特(Randal Scott)说：“人们感兴趣的是各个城市在什么地方，没必要把沿途所有的树木、溪谷和沟渠都弄清楚。”科学家们认为，一旦确认那些明显的目标，他们就可以集中力量将其研究得更加详细。
斯科特在法国Genset公司的竞争对手正在采用一种类似的方法：他们计划在2000年初完成的基因图将重点突出目前在人类基因组上所发现的约1000万个生化“路标”中的6万个。Genset公司希望，通过比较这些路标上和其周围许多路标上的DNA，查出那些确实会因机能失常而导致疾病的特殊基因。这种方法已开始奏效。Genset公司基因课题组负责人丹尼尔·科恩(Danitel Cohen)博士说，利用这种技术，该公司已找到两种不同的前列腺癌相关基因。科恩指出，世界死亡人群中约有80%是死于20种最常见的疾病，而人体10多万个基因中可能与这些疾病相关的基因大约有20个。不过，他说，这只是初次查看那些基因给人的感觉。
温特作为一位富有创造力的思想家的名声是在80年代后期获得的。他在美国国立卫生研究院(NIH)进行基因研究时曾得出一种令人羞辱的认识：尽管最伟大的生物化学家都还没有解决如何才能有效地找到基因，细胞却随时都能做到；而且，细胞只选用那些它所需要的基因，对其余基因则不屑一顾。
温特当时对此挺满意，因为实际上被用作构建蛋质的蓝图的DNA链正是在细胞功能最活跃的部位。温特因此决定，集中精力来研究这些活跃部位。他特别注意所谓的信使RNA，即负责往生产蛋白质的细胞器传送DNA指令的mRNA。这是基因的本质，温特在他实验室的自动化基因排序仪中所注入的，正是这些简略得不能再少的遗传指令(它们被复制成一种叫作cDNA的更稳定的形式)。
被破译的cNDA已开始从他的仪器中输了出来。这些译解区域的一部分被作为标记(他称之为被表达顺序标记，ESTS)用于帮助科学家把基因一一区别开来并对与其它物种相关的基因进行鉴别。“他的ESTS发明是受人启发的，”马里兰州巴尔的摩市约翰·霍普金斯大学遗传学家、通常被人称作医学遗传学之父的维克托·麦库西克(victor McKusick)说。1991年6月，在温特发表他这项研究工作的第一篇论文时，科学家们已鉴定出的基因虽然只有4000个左右，但每个基因的鉴定工作都付出了数年的艰苦劳动。有一天，他在这张基因鉴定表上添加了347个新基因。不久，他一天就找出了25个。
国立卫生研究院的官员很高兴他们自己人找到了这一丰富的宝藏，他们急忙为温特找到的基因申请专利。但是在NIH大院的另一边，曾因与人共同发现DNA结构而得过诺贝尔奖、后来加人NIH“人类基因组计划”竞赛的詹姆斯·沃森(Jame Watson)被激怒了。他强调，这不是科学。沃森郁闷在心里的不快终于在一次激烈争论了好几个月的辩论会上爆发，他在发言一开始就愤怒地说，那种工作“实际上猴子”也能做。沃森说，想为这样被简化的遗传物质谋取专利是“十足的精神错乱”，它会使遗传学研究陷入法律争端而变得步履蹒跚。辩论会结束后，NIH收回了这一申请专利的提议，沃森则不再担任基因组计划的负责人。温特和他的夫人兼合作者克莱尔·弗雷泽(Claire Fraser)也辞职了。不再受制于NIH之后，温特受到一位富有冒险精神的企业家聘请，担任其私人研究机构的负责人，温特将该研究机构命名为基因组研究学会，简称“TIGR”，读作“老虎”。这家私人机构为他尽可能快地寻找基因提供了资助。
1994年，约翰·霍普金斯大学的诺贝尔奖获得者汉密尔顿·史密斯(Hamilton Smith)提出与温特比试看谁找到的基因更多。那时，温特正在试用一种叫做霰弹射击的技术。所谓霰弹射击，实质上就是把NDA置于化学试剂Cuisinart中，利用高频声波把纤维状分子扯碎成小片段；再在细菌中克隆这些片段，然后按照已成为基因图绘制标准程序的步骤，破开这些病菌，让它们的DNA从基因排序仪中通过。
由于原始DNA被任意撕裂成了那么多毫无遗传学意义的片段(相对于被基因剪切酶切成的可预知片段而言)，科学家们必需用功能很强的计算机来确定这些小片段发生交迭的位置。这在要对染色体的一小部分进行排序时是相当棘手的。不过，史密斯还是劝温特试一下，但不是只对一条NDA链，而是对整个基因组。他建议试验一下流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)，一种可引起耳朵感染和脑膜炎的细菌。在此之前，曾有一些小病毒被破译，其基因组所含的遗传密码字母仅几万个，而H.flu有180万个。
这项大胆的建议很快就遭到联邦基金会的拒绝。但温特和史密斯并不灰心，果然，不到一年时间他们就获得了成功。1995年，他们的论文在《科学》上正式发表，成为激励研究工作者的一座里程碑。一个完整生物的遗传秘密第一次被揭开了。
转眼就过了4年，在TIGR成立10周年的今天，共有20种生物的基因组已全部破译。去年12月份，密苏里州圣路易斯市华盛顿大学和英格兰桑格中心的科学家取得了一项新的突破，首次对动物(一种小蛔虫Caenorhabditis elegans)的基因组破译成功。C.elegans基因组所含遗传密码字母达9700万个，是迄今为止最为精密复杂的排序工作。如果温特新组建的“塞洛拉”(Celera，，取自单词Celerity，意思是“迅速”)公司能够获得成功，那么破译这种蛔虫的NDA，对于他在3年内用被霰弹射击技术全部译解含有30亿个字母的人类基因组的计划来说，简直就是小菜一碟。
温特承认，整个基因组的霰弹射击将会在各片段无法完全适配的基因顺序中留下间隙。不过他指出，传统排序也会留下漏洞。就像政府财政差额一样，可待以后(当然尽快)把它填平。他说：“假若有5万个漏洞，平均每个漏洞为83个字符，那么按照我们计划克隆和排序DNA的速度，我们一天就可以把它们合拢。”
但是许多科学家认为，温特不可能完成得了这一基因重组工作。他们把这项工作比做花一年时间来出版一种本刊这样的杂志，若将书页切成一行行的碎字条，然后试试把这些碎字条重新拼在一起而不出一点差错，看来这还是挺吓人的。试想，全书有30%的正文部分可是由几乎完全相同的长达7000个字母的一连串词语所组成的。负责联邦基因组计划的弗朗西斯·柯林斯说，组装这些“重复顺序”，是“对那些未能将其拆散成字节般小段的人的一种挑战。”
不管温特是不是能够把他那“矮胖子”基因组成功地重新装配起来，他所倡议并由Genset公司和In-cyte公司在竞争中所同意的基本前提则依然十分引人注目，即没必要为谋求重大进展而把整个基因组图描绘得那么精确。科恩对前列腺癌基因的发现便是一例。同样，隶属NIH国家医学图书馆的国立生物技术信息中心目前正在利用部分基因顺序的数据库来专门查找那些在帕金森氏症之类的机能失调中生产异常蛋白质的基因。
其时，被温特捷足先登的威胁已使“人类基因组计划”面临着巨大的压力。在原定计划检查期间，该项目负责人对他们的工作程序再次进行了全面评估，并向实施绘图工作的科学家们征求了意见。最后，明确了工作要点。柯林斯说：“从用户反馈意见来看，他们企业的生产策略在许多方面并不需要我们目前所达到的精确度。”
如此看来，“人类基因组计划”是在穿新鞋走老路，只是将完成时间从2005年提前到2003年。尽管实施计划的科学家先前一直不愿意在获得高质量之前就将研究资料公开，但行政官员们还是宣布了他们会在2001年年底前拿出一份只有中等程度精确率的基因“工作草图”。NIH国立人类基因组研究所副所长马克·盖伊尔(Mark Guyer)说：“这些资料如此丰富，使人很难不从中汲取价值。”不过，他承认，“要是塞洛拉公司没有发表告示，他们也不会作出这一宣布。”
无论是温特还是政府或是某种公私合作来最终完成这项工作，所有参与基因图的绘制者都认为，基因排序一旦完成，下一步将是弄清基因从一个人身上传到下一代身上是如何变化的。从大多数疾病发生情况来看，很可能是一些基因与环境因子的协同作用使人产生病变或死亡的。MH希望，通过人体功能变化研究课题来查明那些只要轻微触动就会使人发生某种特殊疾病的基因或基因群。
“这将是我们最有力的工具，”柯林斯说，“查明这些弱感性基因对于预测危险将有一定的作用，而它们在使我们弄清疾病(所有的疾病，不论是多发性硬化、脑肿瘤还是糖尿病)的真正的分子基础方面将会更有用。”事实是，谁也无法准确预测人类基因组的译解会产生什么样的突破。正如温特所说：“就像电学产生之前一样，那时谁也没想到会出现个人电脑。”
为此，公私两方面同时努力，也可能并驾齐驱，殊途同归。但参与联邦计划的华盛顿大学西雅图基因组研究中心主任梅纳德·奥尔森(Maynard Olson)说：“政府部门正在探讨如何拿出真正高质量的研究结果，而私营企业则决不可能拿得出来。”如果私营企业先集中力量研究那些最有迷惑力的基因，由政府资助的科学家来完成其余基因的排序，那么最终每个人都将受益。
[Time，1999年年3月22日]