位在德国南部的林道（Lindau）是一个常住人口只要4000多人的小镇，2011年6月26日至7月1日这一个礼拜的时间里，该镇暂时成为全球平均智商最高的都会，23名诺贝尔奖得到者以及566名来自世界各地的年青科学家齐聚林道，回首生命科学的成长史，瞻望康健研究范畴的将来。
位在德国南部的林道（Lindau）是一个常住人口只要4000多人的小镇，2011年6月26日至7月1日这一个礼拜的时间里，该镇暂时成为全球平均智商最高的都会，23名诺贝尔奖得到者以及566名来自世界各地的年青科学家齐聚林道，回首生命科学的成长史，瞻望康健研究范畴的将来。
林道诺贝尔奖得到者年夜会始在1950年，本年是第61届。该会的首创人是两位林道大夫，他俩为了让方才从“二战”中恢复活机的德国生命科学研究界尽快以及国际接轨，挽劝其时正住于林道四周的一名瑞典伯爵伦纳特·伯纳多特（LennartBernadotte）入伙，倡议了这个林道年夜会。伯纳多特伯爵的曾经祖父就是第一届诺贝尔奖的颁奖人瑞典前国王奥斯卡二世，他哄骗这层瓜葛，与诺贝尔奖委员会告竣了互助意向，从此每一年城市有20～30名获奖者接管约请来到林道，与德国的年青科学家们举行交流。今后交流的规模不停扩展，好比本年来到场年夜会的年青科学家一共来自77个国度，此中包孕33名来自中国年夜陆的青年学者以及研究生。
林道镇为年夜会提供了园地。这个镇的主体部门是一个座落于康斯坦茨湖（Constance）中间的小岛，该湖位在德国、奥地利以及瑞士三国的接壤处，长度虽然只要63千米，但平均水深达250米摆布，储水量极年夜，是周边数百家企业和400万住民的水源。除了此以外，林道照旧德国闻名的度假胜地，旅客们最喜欢泛舟湖上，一边喝啤酒一边赏识湖光山色。这片处所之以是有昨天这般美景，最应该感激的人就是科学家。本来，半个世纪前康斯坦茨湖曾经经饱受水污染的困扰，康斯坦茨年夜学应邀建立了一个专家小组，对于湖的布局和水污染的身分举行了过细的阐发，并于此根蒂根基上提出了一整套解决方案，终究把湖水变清了。
科学家治好了湖的病，却还没治大好人的病。自从上世纪50年月发明了脱氧核糖核酸（DNA）的双螺旋布局以后，科学家们便乐不雅地预言生命的奥秘不久以后将被完全揭开，困扰人类多年的感染病、血汗管病、神经性疾病以及癌症等等都将成为汗青，人类将进入一个生物项目的时代。可是，半个世纪已往了，艾滋病、血汗管疾病以及癌症仍旧是人类的三年夜杀手，阿尔兹海默氏症以及帕金森氏症等神经体系疾病也依然无解，这是为何呢？
“糊口中的年夜大都工作都要比咱们预想的越发繁杂，这已经经被汗青屡次地证实过了。”瑞士生物学家沃纳·阿尔伯（WernerArber）玻士于接管本刊记者专访时说，“追念起当初发明遗传暗码的时辰，咱们以为人类已经经相识了生命的所有奥秘，此刻看来咱们彻底错了，研究才方才最先呢。”
瑞士生物学家沃纳·阿尔伯
阿尔伯出生在1929年，由于发明了限定性内切酶而得到了1978年度的诺贝尔医学以及心理学奖。这个酶是科学家研究DNA的最主要的东西，恰是由于有了它，遗传项目才终究酿成了实际。获奖后阿尔伯玻士把眼光转向了微生物的进化范畴，现已经基本退休。以及他分享诺贝尔奖的美国生物学家汉密尔顿·史姑娘（HamiltonSmith）玻士至今依然活跃于科研的第一线，今朝他于美国科学狂人克雷格·文特尔（CraigVenter）手下干事，卖力研制人造生命。本年初，他带领的小组合成出了第一个“人造生命”，曾经经惹起海内外媒体争相报导。他于本次林道年夜会上做了一次演讲，向各人描写了合成历程。据他吐露，研究职员于这个合成生命（实在就是一个最简朴的细胞生物支原体）的基因组里加之了一个“水印”，即把美国闻名物理学家理查德·费曼（RichardFeynman）的一句名言“我没法理解我造不出来的工具”以一种非凡的编码体式格局插手了基因组。
“我想借用费曼传授的这句名言申明一个原理，那就是要想解开生命的奥秘，就必需先把它造出来，并于打造的历程中逐步进修。”
确凿，假如咱们细心审阅一下这个所谓的“人造生命”，就能大白生物学研究的瓶颈毕竟于哪里。于史姑娘玻士看来，假如把细胞比方成一台计较机的话，那末基因就是这台计较机的软件，其余的部门（卵白质等）就是硬件。史姑娘玻士用人工合成的要领合成出一套支原体基因组，这就相称在拷贝了一份软件，但他却没有措施人工打造出一套新的硬件，只能借用另外一个天然界早已经存于的硬件体系（另外一个去失基因组的支原体）来完成人造生命试验。
尤为值患上留意的是，史姑娘玻士于拷贝软件的历程中没有对于其加以太多的修改，而是基本上沿用了年夜天然本来的设计。也就是说，他对于在这套软件的功效其实不十分认识。这就是说，假如套用计较机术语的话，这个“人造生命”试验刚好申明人类对于“细胞计较机”的软件以及硬件都不甚相识，只是方才学会了怎样浏览并拷贝软件罢了。这就是为何于人类基因组全序列宣布11年以后的昨天，科学家们依然没有弄清人体心理历程的许多基本细节，尤为是卵白质与疾病的瓜葛的缘故原由。
“实在咱们连基因自己也还没研究完呢。”阿尔伯玻士对于本刊记者注释说，“光是研究人类基因组还不敷，还要相识糊口于人体内的各类微生物的基因组，它们以及咱们之间是互相帮忙、互相互助的共生瓜葛，值患上好好研究。”
寄生于人身体内的微生物虽然个头小，但品种繁多，基因组的繁杂水平比人自己要高患上多，研究难度不亚在人类基因组。昔时人类基因组规划花了10多年的时间，耗资27亿美元才宣告完成，可见该项研究的难度极年夜。幸亏跟着技能的前进，基因测序的成本有了年夜幅度降落。2005年呈现了第二代DNA测序仪，使用这套装备丈量一小我私家的全数基因组只需5个月的时间，成本也降落到了150万美元摆布。而2008年末第三代测序仪也研制乐成了，估计到2012年竣事的时辰，人类全基因组测序成本将会降落到每一人1000欧元如下，这将从底子上转变基因研究的格式。
“用度问题始终是咱们这项研究的一个很是年夜的障碍。”史姑娘玻士于先容“人造生命”研究时如许说道，“2000年时，人工合成一个DNA碱基（相称在基因序列中的字母）需要12美元，太贵了。到2005年时终究降到1.6美元，咱们这才最先做试验。此刻的用度则降到了几十美分，这就为后续研究提供了很年夜的便当。”
不外，一项新技能假如仅仅是太贵的话，还不算太糟糕糕，真实的贫苦于在，科学家们的许多假想由于缺少响应的技能手腕而没法实现，这一点从诺贝尔奖得到者奥利弗·史密西斯（OliverSmithies）玻士的小我私家履历就能够清晰地看出来。他于年夜会揭幕式上为各人讲述了他的小我私家故事，被公以为本次年夜会最出色的演讲。
奥利弗·史密西斯
史密西斯玻士1925年出生在英国，小时辰对于无线电以及千里镜十分沉迷，并从此爱上了科学。虽然他是个色盲，但年夜学时他照旧选择了心理学专业，厥后又去化学系念书，拿到了心理学以及化学双学士学位。卒业后他决议投身生物化学，其时这个学科方才起步，急需一种分辩年夜份子量无机份子的技能，此前科学家们只能依赖离心计心情，效率很低。1954年的一天，史密西斯以及妈妈一路于厨房里做饭，他回忆说：“我看着妈妈于做果冻，忽然灵光一现，就发现了凝胶电泳。”史密西斯的回忆引来了台下阵阵笑声以及掌声，各人都知道这项技能对于在DNA以及卵白质的研究是何等的主要，以至可以说假如没有凝胶电泳这项技能的话，生命科学的年夜发作就不会发生。而云云要害的一项发现，其灵感竟然来自厨房，这于21世纪的昨天是很难想象的。
史密西斯玻士于演讲中回首了上世纪好几项生物项目范畴的庞大发现，从昨天的角度来看全都很是简陋，但于其时却都是革命性的立异。事实上，生命科学于上世纪后半期的飞速成长，全都患上益在一批新试验技能的发现。可是，颠末50年的实践，这些相对于简朴的试验技能的潜力已经经将近耗尽了。跟着21世纪的到来，人类真正进入了计较机时代，生命科学范畴的下一个年夜发作，或许将起首呈现于计较机屏幕上。
生命科学研究的新思绪
作为计较机范畴的代表人物，微软首创人比尔·盖茨也被约请到场了本次林道年夜会，由于他创建的梅琳达－盖茨基金会为提高贫民的康健程度做出了很年夜的孝敬。“我年青时很希奇为何各人看不出计较机的伟大潜力，不肯信赖电脑将会对于人类的糊口体式格局带来革命性的影响。”盖茨于演讲中说，“等我厥后乐成后走遍世界各地，终究意想到这个世界上另有出格多的贫民，他们间隔发财国度的糊口程度相差太远了。我以为形成这一征象的重要缘故原由就是康健问题，很少有制药公司情愿为贫民研制新药，这就需要慈善基金会来弥补空缺。”
不外，盖茨对于提高人类康健程度所做的最年夜孝敬极可能来自他所从事的电脑业，这一点从三位诺贝尔奖得到者的演讲中就能够看出来。
第一名是来自以色列的女化学家阿达·尤纳斯（AdaYonath）玻士，她由于于核糖体研究范畴做出了卓异孝敬而得到了2009年度诺贝尔化学奖，是迄今为止得到该奖项的第4位女性。核糖体是一种由核糖核酸（RNA）以及卵白质构成的布局繁杂的细胞器，它的功效是将DNA序列改变成响应的卵白质，或者者通俗地说，是将基因中携带的信息翻译出来。假如把细胞比做计较机的话，核糖体就是最主要的硬件之一。
以色列化学家阿达·尤纳斯
对于在平凡老黎民来讲，各人只需知道一点就够了：核糖体是许多抗生素的方针靶点。尽人皆知，抗生素是匹敌细菌传染的最好兵器，但由于细菌可以进化出抗性，人类现有的抗生素正面对着逐渐掉去效劳的问题。科学家们正于试图研制出一批新的抗生素用来敷衍这些奸刁的细菌，而要想做到这一点，就必需相识抗生素以及核糖体之间的彼此作用是怎样发生的。问题是，核糖体体积重大，抗生素倒是小不点儿，其体积凡是只要核糖体的三千分之一，这么小的份子是怎样把核糖体这个庞然年夜物击败的呢？
“抗生素的诀窍就于在它的三维布局很是非凡，正好可以钻进核糖体的活性位点，将其壅闭。”尤纳斯玻士于陈诉中注释道，“有些细菌进化出了新的核糖体，其活性位点的三维布局转变了，抗生素钻不进去，因而这些细菌便得到了抗性。”
尤纳斯玻士于演讲中使用了年夜量3D动画举行演示，效果很是好。这项技能很是新，事实上，假如没有计较机辅助3D技能的帮忙，卵白质三维布局的研究就很难举行下去。
第二位是来自美国的女科学家伊丽莎白·布莱克本（ElizabethBlackburn）玻士，她由于发明了端粒酶而得到了2009年度诺贝尔医学以及心理学奖。这是近10年来该奖最受注目的一次颁奖，由于布莱克本玻士以及别的两位科学家一路证实了染色体端粒的长度与细胞的寿命有间接的瓜葛，而端粒酶可以或许延伸端粒的长度，极可能就是人类寻觅了多年的“长命药”。
“咱们还发明，端粒的长度与许多疾病都有联系关系，端粒的缩短会诱发癌症、血汗管体系疾病、骨枢纽关头炎以及骨质松散症等许多与朽迈有关的疾病。”布莱克本玻士于陈诉中说，“更成心思的是，开端的统计数据显示，一小我私家年青时遭到的心灵创伤，易怒的性格，和太高的事情以及糊口压力等等，城市致使端粒长度缩短。而适量的体育熬炼，或许会增长端粒酶的活性，延伸端粒的长度。”
布莱克本玻士夸大说，上述结论尚处在假说阶段，需要进一步研究，而近似如许的研究需要很长的时间，和年夜量的统计数据，为此她以及同事们正于搭建一个信息平台，预备活着界规模内网络端粒长度数据，和至少20年以上的响应的康健信息。云云年夜范围的体系研究，假如没有超强的数据处置惩罚威力，是不成能完成的。
德国病毒学家哈罗德·豪森
第三位是来自德国的病毒学家哈罗德·豪森（HaraldHausen）玻士，他由于发明了人乳头瘤病毒（NBV）以及宫颈癌之间的紧密亲密瓜葛而得到了2006年度的诺贝尔医学以及心理学奖。这个发明很是主要，它第一次证实微生物传染可以间接致使癌症，为癌症研究开创了新的思绪。“今朝已经知有21%的人类癌症与某种传染有关，好比乙型以及丙型肝炎可致使肝癌，HBV病毒也可能致使阴道癌，和阴茎癌等。”豪森玻士于陈诉中说，“假如有响应的疫苗，就能够防患在未然。”
豪森玻士正于带动列国当局制订响应政策，于全球实施全平易近遍及接种HBV疫苗，完全覆灭宫颈癌。
与此同时，他还把留意力放到告终肠直肠癌上。他发明牛肉消费量以及结肠直肠癌的病发率联系关系度很高，通常牛排耗损量年夜的国度，好比阿根廷、Australia、乌拉圭以及新西兰等国度，结肠直肠癌的患病率都很是高。而日本以及韩国这两个国度敷裕起来后，牛排消费量直线上升，结肠直肠癌的病发率也随着上去了。比拟之下，那些常吃鸡肉、猪肉或者者鱼肉的平易近族就没有这个问题，虽然这几种肉类于烹饪历程中一样会孕育发生小份子致癌物资。
“西方人喜欢吃嫩牛排，这类牛排的中间部位险些是红色的，烤肉时的最高温度正常不跨越50℃。”豪森玻士注释道，“而一些病毒于适合的前提下可以耐受80℃的高温长达30分钟，以是常吃牛排的人很轻易传染病毒。”
这个结论一样只是一个假说罢了，需要年夜量的风行病学证据撑持。与布莱克本面对的问题同样，这种研究需要网络年夜量数据，时间跨度也必需很长，对于数据处置惩罚威力的要求很高。咱们只能耐烦等候科学家们的研究结果。
值患上留意的是，于后两个案例中，科学家们其实不奢望于理论上有何庞大冲破，他们只是想经由过程网络并阐发数据，从中发明一些隐含的纪律。事实上，这恰是康健范畴的一个新的研究标的目的，由于科学家们发明，人类的许多疾病没法归咎在某个基因，各人曾经经坚信不疑的“一个基因对于应一种疾病”的模式于许多环境下都不可立，缘故原由就于在许多卵白质的功效很是繁杂，而许多功效也其实不是只要一种卵白质才气完成，因而康健问题更多地体现为一种几率，而不是简朴的因果瓜葛。
“仅仅知道基因序列是不敷的，还必需知道卵白质是怎样事情的。”阿尔伯玻士对于本刊记者说，“人类基因组规划完成后，科学界面对的最年夜应战就是解密卵白质的功效。”
这么做的终极目的是实现“小我私家化医疗”（PersonalizedHealthCare）。林道年夜会竣事后，德意志学术交流中央（DAAD）构造列国记者观光了欧洲份子生物学试验室（EuropeanMolecularBiologyLaboratory）、德国癌症研究中央（GermanCancerResearchCenter）、马克斯·普朗克生化研究所（Max-PlanckInstituteofBiochemistry）以及罗氏（Roche）制药等德国顶尖的生命科学研究机构，各人异口同声地以为小我私家化医疗是康健研究范畴的新标的目的。
小我私家化医疗指的是大夫根据每一个病人的差别环境有针对于性地制订医疗方案。这其实不是一个鲜嫩的观点，好比大夫们于医治糖尿病时会按照病人的血糖程度开出特定剂量的胰岛素，或者者于打针青霉素时先实验一下病人是否过敏。但这些都属在比力初级的运用，今朝年夜部门大夫于医治统一类疾病时都只会施用统一种药物，但愈来愈多的证据注解，由于基因型的差别，和其他一些缘故原由，每一个人对于统一种药物的反映都是差别的。
按照罗氏制药公司的统计，医治高血压的ACE阻断剂有用率约为10%～30%，医治心力弱竭的Beta阻断剂的有用率约为10%～25%，医治哮喘的Beta-2拮抗剂有用率约为40%～70%，医治抑郁症的药物有用率约莫为20%～50%。这些药物的有用率虽然低，但若用对于了效果很是好。问题于在，大夫们于用药前其实不知道效果怎样，只能于使用后才气知道谜底。因而大夫们只能一个一个地试，这么做不单增长了病人的承担，给整个医疗系统带来没必要要的压力，并且还会增长副作用的危害。
美国科学家伊丽莎白·布莱克本
更主要的是，这类做法限定了新药的研发。假如某种药只对于某类人有用，那末于临床实验时，假如不加区分地招募自愿者，其成果极可能就是无效。假如能经由过程某种生物标志，好比抗原特征或者者基因型来预先知道某种药的合用规模，就能防止上述贫苦，把医疗程度提高到一个新的高度。
这个设法提及来简朴，做起来很是坚苦，由于科学家们对于在许多疾病的病发机理都没有搞清晰，不成能做到对于症对于人下药，这就是为何德国当局始终于鼎力大举撑持根蒂根基研究的缘故原由。于德国当局的鼎力大举撑持下，欧洲份子生物学试验室、德国癌症研究中央以及马克斯·普朗克研究所等研究机构全都把重点放到了根蒂根基研究上，科学家们彻底没必要担忧研究结果是否具备实用价值。
从另外一个角度讲，这正好申明人类对于在生命的熟悉还很菲薄，科学家们另有很长的路要走。
（感激德意志学术交流中央对于采访提供的帮忙）
/安博