克雷格·温特
塞莱拉公司董事长、美国温特研究所主席
自从弗朗西斯·柯林斯和我在白宫跟美国总统一起宣布人类基因组的最初两张草图完成以来，时光已流逝了近十年，DNA测序技术取得了比任何人可能预料的更具戏剧性的进步。人类基因组计划通过世界范围的努力，耗费了数十亿美元，才达到在某些人看来是不可能实现的目标。
然而，在这一成果可望对医学和健康产生重大影响以前，还有很长的路要走。随着测序成本继续骤降，数据质量需要进一步提高。如果没有个体可观测性状的相应信息和将两者加以联系的计算工具，基因组的数据生成几乎是毫无价值的。研究人员今天面临的挑战，至少像我同事和我本人在十年前遇到时一样令人心悸。
出于多种原因，人类基因组计划从一开始就备受争议。因此，我的研究团队在1994年开发出一种“全基因组鸟枪测序”方法，用三个月时间对整个细菌基因组进行了测序。5年后，塞莱拉公司将这一方法运用到果蝇和人类基因组上。从2001年起，这种一度极具争议的方法就一直被用于对几乎每个基因组的测序。
随着人类基因组草图在2001年公诸于世，有不少分析人士作出了DNA测序技术市场走向尽头的预测。正如我们现在所知道的，故事是以截然不同的方式而展开的。测序重心转向了动物学，非人类的测序基因组总数至今已超过3800种。与此同时，来自世界各地实验室的数据在充实草图之余，最终形成了2004年的改良版。
我的研究团队则致力于完成对我本人基因组的测序，结果在2007年公布了第一个源于个人的二倍体人类基因组。它展示了一幅印证人类多样性的新图景。这一测序结果还表明：我的两个亲缘基因组彼此存在0.5%的差异——
遗传变异的另一种常见形式。
今年早些时候，加利福尼亚有两家公司宣布出售新型测序仪，它们每天分别能形成250亿和1000亿个碱基对。据悉，这些仪器能以低于6000美元的代价、在一天内完成对一个人类基因组的测序，而1987年我在美国国立卫生研究院实验室的第一台测序仪每天只能处理4800个碱基对。
按照当前技术进步的速率，形成价廉质高的序列数据将不再是一个难题。若要改变医学现状，揭示人类遗传变异与生理学、疾病等生物学后果之间的关系，就必须在实验过程中动用数万人的完整基因组以及综合性的数字化数据。比方说，若要了解某人是否患有
糖尿病，必须了解诸如其发病年龄、与疾病有关的
临床表现等，包括神经损伤范围、血管状况、用药剂量和家族病史。
然而，即使掌握了所有这些信息，我们仍无法加以利用，因为目前还没有对甚至数千种基因型和表现型加以相互比较的计算基础设施。要开展这样的分析，必须建造能提供百亿亿次运算的超级计算机，相当于比现今最快的计算机快1000倍。
基因组在十年后将会有怎样的发展呢？随着测序能力和数据质量的提高，我们将超越每人一个基因组的现行目标而扩大到以精液、卵细胞、胚胞、干细胞、前癌细胞和癌细胞为来源对每个人的多重基因组进行测序。这样，我们就能选取健康细胞来进行复制和组织移植，更好地理解衰老和
肿瘤发展的趋势。此外，对医学进步同样重要的，还包括对栖息于我们体内的数百万微杆菌的基因组进行测序。
从这些方面而言，基因组革命还刚刚开始。
作者：
2010-4-18