加利福尼亞理工學(xué)院教授，美國系統(tǒng)生物學(xué)研究所所長，美國科學(xué)院、美國工程院和美國醫(yī)學(xué)院院士，美國總統(tǒng)科學(xué)顧問。Leroy Hood教授是國際系統(tǒng)生物學(xué)創(chuàng)始人，也是國際人類基因組計劃倡導(dǎo)者之一。他多年從事分子免疫學(xué)、生物技術(shù)以及基因組學(xué)的研究，先后發(fā)表文章600多篇，獲得專利14項。他與同事發(fā)明了DNA測序儀、DNA合成儀、蛋白質(zhì)合成儀和蛋白質(zhì)測序儀，并成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，對全球生命科學(xué)研究和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了深遠影響。

　　近日，應(yīng)邀來湖南大學(xué)出席“第四屆生物分析、生物醫(yī)學(xué)工程和納米技術(shù)國際研討會”的Leroy Hood教授就現(xiàn)代生物學(xué)發(fā)展前沿問題接受了本報記者的專訪。

　　《科學(xué)時報》：您多年從事分子免疫學(xué)、生物技術(shù)及基因組學(xué)研究，同時作為人類基因組計劃的最早倡導(dǎo)者之一，請您談?wù)剣H人類基因組計劃取得成功的重要意義。

　　Leroy Hood：人類基因組計劃是21世紀(jì)揭示人類本身問題的一個科學(xué)工程，其意義在于：一是能把人類基因揭示出來；二是從基因水平和蛋白質(zhì)水平開展生物學(xué)研究；三是可以從基因角度對任何一種疾病進行研究，為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域找到強有力的診斷方法和手段，從而轉(zhuǎn)化為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究；四是有利于生物學(xué)和其他學(xué)科的融合。

　　新觀念、新戰(zhàn)略和新技術(shù)的出現(xiàn)使科學(xué)家能夠逐步解決生物學(xué)問題。人類基因組計劃取得成功使工程科學(xué)技術(shù)引入了生物學(xué)領(lǐng)域，逐步實現(xiàn)了在實驗室開展蛋白質(zhì)測序與合成、DNA測序與合成的技術(shù)發(fā)展。還有一些技術(shù)方法如：自動化、化學(xué)手段的借用，DNA測序和嵌入式合成、平行式合成，以及在基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、單細(xì)胞分析等新興技術(shù)基礎(chǔ)上的模式生物研究等等。

　　科學(xué)家有責(zé)任幫助公眾理解科學(xué)技術(shù)，幫助人類為未來作出更明智的決定。人類基因組計劃扮演了重要角色，它是一種多樣化的分子層面的研究方法，也是一種高產(chǎn)的研究方法，能提供任何有關(guān)基因的信息，為人們理解生物進化提供了新的路徑；同時也是模式生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)研究的基礎(chǔ)。

　　人類基因組計劃最重要的啟示之一就是改變了我們對“進化論”的理解。同時，使科學(xué)家在世界范圍內(nèi)建立戰(zhàn)略伙伴關(guān)系和實現(xiàn)科學(xué)全球化。因此，各國研究機構(gòu)間應(yīng)形成互動互補的網(wǎng)絡(luò)。

　　《科學(xué)時報》：作為系統(tǒng)生物學(xué)的創(chuàng)始人，您認(rèn)為當(dāng)前國際上系統(tǒng)生物學(xué)研究取得了哪些主要成就？

　　Leroy Hood：系統(tǒng)生物學(xué)是研究一個生物系統(tǒng)中所有最基本的組分（基因、核糖核酸、蛋白質(zhì)等）的構(gòu)成，以及在特定條件下這些組分間的相互關(guān)系的學(xué)科。它用新的方法來解釋生物學(xué)。關(guān)于人體的各種信息中，最主要的有兩種信息：一是基因，二是環(huán)境。環(huán)境因素有時候能改變基因，而基因和環(huán)境的這種關(guān)系能夠通過信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)溝通，最后將這些信息傳遞到有關(guān)生物學(xué)儀器中處理、分析。系統(tǒng)生物學(xué)是21世紀(jì)的新興學(xué)科，是現(xiàn)代生命科學(xué)領(lǐng)域的一部分，具有綜合性特征。系統(tǒng)生物學(xué)把前沿研究和研究過程結(jié)合起來，同以往生物學(xué)研究不同，它具有在知識、認(rèn)識、方法和技術(shù)上的不同，表現(xiàn)出理解生命現(xiàn)象的不同角度的思考，并創(chuàng)造新的技術(shù)方法，取得不同的認(rèn)識。

　　系統(tǒng)生物學(xué)是以一種新角度從生物動力學(xué)系統(tǒng)出發(fā)進行研究的，其具有信息學(xué)科特點。在醫(yī)藥方面，它以生物網(wǎng)絡(luò)角度來分析疾病的原因。系統(tǒng)生物學(xué)使我們獲得了以前未知的信息。事實上，系統(tǒng)生物學(xué)和人類基因組計劃有著密切的關(guān)系。在基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等新型學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)上孕育了系統(tǒng)生物學(xué)。系統(tǒng)生物學(xué)的誕生又進一步提升了人類在后基因組時代生命科學(xué)研究的能力。從上世紀(jì)70年代至今，工程學(xué)等逐漸被引入生物學(xué)和人類基因組計劃，進行跨學(xué)科的生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)等多領(lǐng)域研究。當(dāng)然，這也是生物醫(yī)學(xué)發(fā)展的前提條件，并使以預(yù)測性（predictive）、預(yù)防性（preventive）、個性化（personalized）以及參與性（participatory）為核心的“4P醫(yī)學(xué)”初露端倪。這從根本上改變了我們思考生物學(xué)和醫(yī)學(xué)發(fā)展的方法?！?P醫(yī)學(xué)”作為一種治療疾病的系統(tǒng)方法，依靠新型的可測量、可視化技術(shù)以及強大的計算工具，將會于未來10年到20年引領(lǐng)21世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的發(fā)展。

　　《科學(xué)時報》：系統(tǒng)生物學(xué)未來的發(fā)展方向是什么？

　　Leroy Hood：21世紀(jì)最大的挑戰(zhàn)就是科學(xué)和技術(shù)的復(fù)雜性問題，而新的理念、戰(zhàn)略和技術(shù)使得生物學(xué)家可以成功應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。我們需要建立一種跨學(xué)科的文化，合理融合生物學(xué)、化學(xué)、計算機、工程學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)等相關(guān)學(xué)科，形成新型學(xué)科或研究領(lǐng)域，系統(tǒng)生物學(xué)正是在這種跨學(xué)科的思維范式下應(yīng)運而生的。系統(tǒng)生物學(xué)在推動基因組計劃、提高生物測序效率等方面發(fā)揮了重要作用，同時它還為廣大科研工作者提供了一種全新的系統(tǒng)研究方法，能大大降低科研成本，加速科研成果轉(zhuǎn)化。微軟公司比爾·蓋茨先生眼光很獨特，發(fā)現(xiàn)我們有很好的思路就給予支持。由于他的贊助，我們的團隊在華盛頓大學(xué)建立系統(tǒng)生物學(xué)院和系統(tǒng)生物研究所，增加了必需的基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備，研究速度大大加快，開始了DNA測序。自動化技術(shù)方法的引入也大大提高了DNA測序的效率。事實證明，比爾·蓋茨的這個決定具有超前的科學(xué)意識。

　　人類基因組計劃是將人類基因組的蛋白徹底展示出來，系統(tǒng)生物學(xué)是利用現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致人類疾病的原因。一是開展血液早期檢測，二是采取更加簡便的治療。因此，系統(tǒng)生物學(xué)研究，整合各個學(xué)科的研究成果非常重要。比如從基因、分子、細(xì)胞等不同角度的研究，都是在不同層面上對于一個事物的研究，把這些研究結(jié)成網(wǎng)絡(luò)，并且用一定的范式表現(xiàn)出來，就能找到疾病的致病原因。未來，這些都可能以數(shù)學(xué)的模式表現(xiàn)，但現(xiàn)在我們還不能做到這一點。

　　系統(tǒng)生物學(xué)的發(fā)展方向?qū)⑹窍到y(tǒng)地進行生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究，例如疾病的預(yù)測、預(yù)防，開發(fā)個性化和參與性的藥品；努力開發(fā)先進的計算工具以推動系統(tǒng)生物技術(shù)的發(fā)展；聯(lián)合科研院所和企業(yè)，并建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，將知識轉(zhuǎn)移到社會需求中。在21世紀(jì)初，系統(tǒng)生物學(xué)研究在健康、能源、環(huán)境、農(nóng)業(yè)和營養(yǎng)等方面已經(jīng)有了一些突破性進展。

　　《科學(xué)時報》：最近，美國生物學(xué)家克雷格·文特爾（J. Craig Venter）在實驗室中重塑“絲狀支原體絲狀亞種”的DNA，創(chuàng)造出歷史上首例“人造單細(xì)胞生物”。如同當(dāng)年英國科學(xué)家克隆成功“多利羊”一樣，在國際上引起強烈反響，您怎么看待這種科學(xué)探索和研究成果？

　　Leroy Hood：克雷格·文特爾的文章中提到通過DNA合成技術(shù)把基因鑲嵌到細(xì)胞里，使細(xì)胞表現(xiàn)新特性。體外DNA合成，把基因組勾連在一起，是技術(shù)上大的突破。這是一種科學(xué)探索與技術(shù)方面的新進展；當(dāng)然政府是很支持科學(xué)研究為人類服務(wù)的。但是這種方法的實際應(yīng)用還有很長的路要走，因為我們還沒有能力重新設(shè)計一種新的生物。

　　社會公眾對“克隆”有擔(dān)憂。我們應(yīng)該尊重和考慮社會民眾的這種擔(dān)憂，并且想辦法溝通，使他們理解科學(xué)工作，科學(xué)探索還是應(yīng)該進行的。美國政府禁止任何克隆人研究，任何一個改變?nèi)祟惢虻膶嶒灦际墙沟?，否則后果嚴(yán)重。不允許“克隆”人，是因為我們現(xiàn)在對于生物界未來的許多方面還一無所知，可能我們希望向好的方面改變，但如果做得不妥，卻可能導(dǎo)致相反的后果，甚至帶來災(zāi)難。實際上，克隆人是很困難的，在技術(shù)上是不容易實現(xiàn)的，目前還不具備可能性。

　　《科學(xué)時報》：21世紀(jì)將迎來生命科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的新一輪突破性發(fā)展，為了使社會公眾了解科學(xué)，科學(xué)家和科技媒體應(yīng)當(dāng)做些什么？

　　Leroy Hood：疾病問題是世界性的，它的解決需要各國的戰(zhàn)略性合作，一些疾病不是來自遺傳，而是由貧窮、缺乏教育造成的。而解決世界問題都是從本土行動開始的，我就經(jīng)常通過演講或講座普及生物學(xué)知識，讓人們更多地了解科學(xué)。科學(xué)知識和技術(shù)應(yīng)該為社會和人類服務(wù)。

　　科學(xué)家應(yīng)該盡力幫助人們理解科學(xué)。教育的作用不僅僅是讓人獲得學(xué)歷，更重要的是，它要向社會傳遞知識。成立于2000年的華盛頓大學(xué)系統(tǒng)生物研究所（ISB）就是這樣做的。ISB除了專攻生物分析和生物醫(yī)學(xué)外，還設(shè)立了科學(xué)咨詢中心，目的是創(chuàng)立科學(xué)教師培訓(xùn)機構(gòu)或為此類機構(gòu)提供支持，從而使這些教授自然科學(xué)的老師能夠培養(yǎng)出具有科學(xué)素養(yǎng)的學(xué)生?？茖W(xué)咨詢中心還為中小學(xué)生提供科學(xué)咨詢服務(wù)。僅2009年，科學(xué)咨詢中心就為華盛頓44所學(xué)校的科學(xué)課教師提供了99場專業(yè)培訓(xùn)，這些學(xué)校的學(xué)生人數(shù)占華盛頓全部學(xué)校學(xué)生的45%。

　　媒體是一個宣傳和教育大眾的重要平臺，媒體在報道一些科學(xué)探索成果和一些重大問題（如進化、氣候變化等）的宣傳中有很重要的作用。而且，從媒體的報道中，偽科學(xué)可以被輿論剔除，留下真正的科學(xué)。媒體的重要責(zé)任在于教育民眾，讓公眾理解科學(xué)，跟上時代科學(xué)發(fā)展的步伐。