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生物信息学之父谈生物信息学
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林华安从首创提出Bioinformatics(生物信息学) 到 Binformatics（生纳信息学）， 他认为学信息的人跨入生物信息，要知道的范围很广，但一定要有专业：「be a generalist but with specialty」。潮流不重要，重要的是科学哪里有突破时，要会知道如何把科学突破用在自己的专业上。 四月份，身兼美国生物信息技专业顾问服务公司D'Trends、生化信息公司（Bioinformatics，台湾一般称生物信息） Genego，以及抗体测试新药筛选公司AbMetrix三家公司董事长的林华安（Dr.Hwa A.Lim）博士来台访问。其中的 Genego，目前已经成为美国知名的Bioinformatic公司之一，该公司也正和工研院生医中心以及国卫院洽谈可能的合作。日前，他的最新著作「悠游基因世界」一书中文版已经在台正式上市，这本深入浅出介绍 Bioinformatics与 奈米(NANO)未来发展的书，并获得前美国总统柯林顿、Novartis制药厂副总裁 Dalia Cohen，以及世界健康组织（WHO）健康信息主管的共同推荐。 提起林华安，国内业界或许比较陌生，但是国际间相关 Bioinformatics研发的产、学界人士都熟知。因为林华安在一九八七年首创「Bioinformatics」一词，并开始从事信息与人类基因图谱跨领域整合的研究。 又在一九九○年，以一个年仅35岁的年轻亚洲科学家，邀齐了当时美国、苏联、法国、***等各国国家基因组实验室的主任，发起世界第一届国际Bioinformatics学术会议。 自此开启了世界各国政府预算支持、以及业界投入 Bioinformatics 的研究风潮，因此被尊崇为「世界生物信息之父」，林华安并连续担任该会议十年的大会主席。来自马来西亚吉打州的林华安，对亚洲 Bioinformatics 的发展影响尤其深远。他在一九九三年即接受联合国委任，以生物信息专家身份到亚洲各国协助发展Bioinformatics，并于一九九七到二○○○年间，多次深入亚太各国推广 Bioinformatics 对未来世界科技发展的重要性。新加坡政府因此于一九九六年，率先成立亚洲第一个国家级 Bioinformatics 中心；中国科学院基因研究所、北京大学，也邀请林华安担任客座教授，启动北大成为中国今天的Bioinformatics 大本营。 林华安也曾于二○○○年应邀担任中国工程师学会所组织的生技代表团团长，晋见了陈水扁总统，同时提出台湾发展生技产业的建言。目前，林华安也是马来西亚政府推动生物科技研发中心──Bio Valley的国家科技顾问。由于善于洞见科技发展的趋势潮流，奈米科技兴起后，林华安又将生物学（Biothechnology）、信息学(Information)结合奈米科技（Nano），提出 Binformatics──生奈信息学一词，为未来的生物信息指出新的发展方向。 林华安这次来台期间，接受了本刊的深度访谈，分享他个人学术研究的态度、如何投入 Bioinformatics 这个领域、最后又如何从学术界进入产业界的历程。同时，他也提出对Bioinformatics这个领域未来发展趋势的看法，指出了生技科技将来深具发展潜力的方向。 30岁取得美国大学终身教职 问：一九八七年当时，恐怕连信息科技都算早，您为什么会这么早就投入 Bioinformatics的研究？ 答：其实，我每一步的读书安排都是计划出来的。一九七五年我到英国伦敦的帝国学院，主要学的是数学，不过因为我的教授 Abdus Salam 得到诺贝尔物理奖，学生们都与有荣焉，于是任何有关物理的课和演讲我都去听，所以毕业时拿到数学和物理文凭。一九八一年我转到美国Rochester大学，因为哪里有个Laser Lab（激光中心），同时有个超级计算机中心，我一路从硕士念到博士。在一九七○年代，美国 Los Alamos国家实验室钗h研究报告，以及一九八五年加州大学 Santa Cruze（University of Carlifornia at Santa Cruz）校长 Robert Sinsheimer，他是一位生物学家，当时他一份关于生物学未来发展的报告深深吸引了我。他指出，当时分子基因学发展的很慢，并且局限在各自发展的小空间内，他又和世界超过十二位以上的生物学家讨论，如何让生物学实验大规模化？得到的结论是：当时要排列人类基因组是行不通的，因为器材设备的速度还不够。而计算机对我而言，正是一个很重要的工具，这我开始感受到计算机、物理、生物，这样一个跨领域结合的重要，我的博士论文就跟生物物理biophysics有关。 问：您在什么情况下提出 Bioinformatics 这个名词，被称为「生物信息之父」？ 答：事实上，这是一个思考的过程，不是说我那一天提出来，它就是在那一天出现。一九八七年我受聘到佛罗里达州立大学 （Florida State University）的超级计算机中心（Supercomputer Computations Research Institut）担任基因与生物物理组（Computational Genetics & Biophysics） 的主任，我的工作是用计算机计算有关DNA的属性变化，并一直待到一九九六年。我到了这里的同年年底，便开始在不同的科学期刊发表多篇论文，谈论跨领域科学方式的可行性。一九八八年，我先提出了略带法国味的「bio-informatique 」来称呼这个领域，后来以「optics」、「statistics」、「mathematics」为蓝本，将bio-informatique 正式改名为「Bioinformatics」，生物信息这个新领域的正式名词就这样诞生了！我也因为这样，幸运在30岁就得到州立大学终身教授一职（Florida State state-line tenured position）。 问：30岁就在美国拿到大学终身教职，对一个华人科学家而言，很不容易。 答：回想起来，这其实是很辛苦的一个历程，也是各个条件因素加起来才能促成的。一九八六年，我在Rochester大学的 super computer center时，认识了 Charles Cantor 博士，他目前是知名生技公司 Sequenom 的科技长。当时他是哥伦比亚大学的内、外科医院主任，同时也是美国Lawrence Berkeley国家实验室基因组计划的住任，就是他告诉我人类基因图谱工程已经开始启动了！ Los Alamos国家实验室也从一九七○年开始，尝试运用计算机解决科学难题。另外一个最重要的因素，是当时我在佛州computer center的老板，是从苏格兰来的，因为对美国生活不太习惯决定又回去。一般老板一走，我也势必要跟着走路，不过当时年轻气盛，我就告诉自己不要气馁、不要就此屈服。我面对实验室里三台超级大计算机（supercomputer）、125台计算机(workstation)，开始思索自己的未来！我坐在计算机面前，心里想，基因组刚开始，数据库需求很大，如果Robert Sinsheimer 的想法能够实现，这些计算机到底该怎么利用？ 怎么将计算机与数学、物理学、生物学结合一起？我的 bioinformatics 也就这样开始了！这里我想告诉大家的是，科学研究的创意。我跟几位诺贝尔得主，以及优秀的科学家聊过，他们普遍认为亚洲学生很顺从，老师说的都是对的，给题目做就乖乖去做，不会试着去突破教授的想法，这是很值得我们深思的。我很幸运，遇上这样的因缘际会，我认识了重要的人，有很好的设备，加上我过去所学……，缺任何一个因素都不可。比如说，我当时如果交女朋友，就没时间作研究了（大笑）！ luloo 2005-07-09 05:54 AM 国际生化信息学会议创始者 问：您提出 bioinformatics 名词的时间，学术风气还是很传统，跨领域学科似乎还没真正兴起，bioinformatics 如何后来被科学界广为接受？ 答：虽然我在一九八八年开始正式使用这个名词，不过 bioinformatics真正形成风气，是一直到了一九九六年媒体大量报导，学术界、企业界才大量投入。确实在一九九○年初，一般对科学的认知还是在一门学问里专研，跨领域将各门学科结合在一起，是对传统一个很大的挑战。但我一方面希望找到志同道合、支持我理念的朋友，一方面在深入研究之后，相信自己对未来科学预测的正确性。因此为了推广让更多人知道，我决定在九○年组织第一年的世界生物信息与基因组研讨会（Bioinformatics and Genome Research International Conference）。但刚开始时，中心的主任并不认为我会成央A但我告诉他，请给我一、二个星期试试看。我利用这二个星期间，几乎找遍了美国主要国家实验室的基因体计划主任，包括Lawrence Berkeley国家实验室、Los Alamos国家实验室、Lawrence Livemore国家实验室、能源部人类基因组工程主任、哈佛医学院癌症中心主任，还有苏联基因组计划主席，以及法国、瑞典、***等相关实验室主任等。我的中心主任一看我竟然能把这些人都找来，后来不仅全力支持我，连预算也全力配合。第一届的国际生化信息学会议，总共全世界邀请了150多位专家参加，连FBI都派员来参加了。一个新鲜技术与名词如果没有透过这样的大型论坛与交流，如果没有这些人支持和相助，是不可能在业界推展开来的。当时我35岁，也当了bioinformatics的父亲几年了，所以第一届大会主席就由我担任，往后十年并连续担任大会主席。一直到二○○一年，我最后一次担任主席，当天六月十七日刚好是美国的父亲节，又是星期天，但还是来了700多个人，并且有50家公司赞助与参展，我知道， Bioinformatics 在学术界已经奠定完整基础了！ 问：Bioinfromatics 和信息科技究竟有哪些不一样，它在生物科技里究竟可以扮演到什么样的角色？ 答：在一九九六年的生物信息与基因组研讨会开幕时，我曾比较了信息世界跟产业世界的不同。我说「在产业界，我给你十元，你给我十元，大家还是各有十块，但是我一个主意给你，你一个主意给我，大家都各自拥有两个主意，主意可以相加，更可以无限度倍增……。」一般而言，生物信息是信息科技的一部份，生化信息就是收集、研究、分析、管理生化系统信息的学问。生物信息不同在于生物信息收集、整理、分析的是基因本身的数据库，所以它是基因组研究的基础，又基因可以对应某种疾病，研究基因可以做疾病预测，进行预防医学应用。一九九一年，我们做过一个蛋白质基因数据库── mologus，把PIR （Protein Information resource）和Gene Bank 整合在一起了，这套软件后来有很多人使用。 |
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问：也因为商业价值开始出现，所以您决定出来创业？几家公司的主要业务是？ 答：在那九年间，我看到了整个biotechnology的进展，已经从 bioscience 到了biotech的阶段，接下来，就是要从基础研究逐渐进入市场的商业化应用。我觉得时间到了，就从学校同时移转出去了4家公司，自己也到美国硅谷，美国基因芯片两大龙头之一的 hyseq公司，担任信息科技部门的主任。后来又到另一家曾经风光一时的知名网络公司doubletwist公司担任科技长。这经验让我看到了科技进入产业商业化后，智慧财产权与专利的重要，所以我又在九六、九七到加州大学念了一个MBA，有计划的准备自己以接受科技变化的挑战。随后，我在九七年创立了 D'trends 这家公司。D'trend 的D是有含意的，从早期的Data、生物科技讲究的Discovering、DNA、Disease、Digital……，看起来虽然像玩弄文字游戏，不过寓意很深！当时，我们主要做软件应用开发程序，不过现在业务已经慢慢移转，目前 D'trend 主要做科技整合顾问的工作，原来软件的业务全部移转到另一家以系统生物学为主要义务核心的公司──Genego。另外一家公司 AbMetrix，主要将奈米科技应用到制造抗体生物芯片，是进行抗体动物测试的新药筛选公司，因为清楚定位在产业炼的上游，因此美国主要的抗体药物新药开发公司都和AbMetrix有合作。我同时身为几家公司的chairman，必须进行更多long term的思考。我认为生物科技最重要的三个部分，一个是strategy，另一个是business law，还有就是market research。这跟marketing research 不一样，market research 是如何开发新市场，了解市场运作，marketing research 则是直接敲门卖东西。 把科技突破用在自己的专业上 问：Bioinformatics 的演变几乎照着您之前的预测走来，它一直默默作为当今生物科技研究的基础，那么未来Bioinformatics又将在生物科技里扮演什么角色？ 答：当然你可以把生物信息看为工具提供，不过任何基因治疗、生物芯片检测等任何生物技术的data，最后还是必须利用生物信息来分析，这个工具很重要的。一旦 bioinformatics 的科技不够尖端，任何生物科技的研究与分析都会受到影响。所以，未来生物信息一个最重要的发展就是客制化，也就是要能因应不同领域需求而有不同。像制药业需要有制药业的bioinformatics，生物芯片有生物芯片的 bioinformatics 、检测试剂有检测试剂的 bioinformatics……，也因为这样，很多人对生物信息常有误解和混淆，其实生物信息定义很单纯，就是收集、分析、管理和传播data。 问：所以跨领域的重要性越来越凸显，以您个人的经验，您对钗h学信息的人如何整合、跨入生物信息有何建议？ 答：现在有越来越多的大学已经开设了生物信息这个课程，学生可以直接学习。不过，不管你是生物化学、生物学、物理……等，学的是那一门学科，我都建议计算机的基础一定要打稳一点。反过来，年纪大一点学计算机的人，想改行做生物信息，也不必一定要重头开始，生物信息很广泛，例如生物芯片分析的仪器改良，对学计算机的人来说一点都不难。你不必重新学习整个过程，但是可以应用到你的专业到特定领域（ not relearn the whole process , but can apply specialty to the certain area）。二年前我来台湾就特别强调过一句话：「 be a generalist but with specialty」，你要知道的范围很广，但一定要有专业。现在的市场技术改变非常快速，每三、四年就有一波新科技发现。潮流不重要，重要的是科学哪里有突破时，要会知道如何把科学突破用在自己的专业上。像这一波奈米兴起后，很多人又都以为我是奈米专家，其实我是把奈米的技术突破，应用到生物信息、应用在抗体测试上。 问：我想你也拜访过不少台湾的单位，那您又认为台湾的生物信息到底该怎么发展？ 答：我觉得，台湾工研院生医中心不管在分析DNA的计算机工具──FLAG＆REAP，或自行研发Phalanx技术制造十万个基因芯片做基因定序，做得相当不错。台湾国卫院生物信息组和史丹佛合作，关于亚太地区高血压及胰岛素抗性遗传研究，还有华人女性高发性肺腺癌研究等，又把钗h大医院整合起来一起合作供应地方的需求，专攻亚洲人特有的疾病，这都是我个人觉得很对的方向。生物信息研究出发，一定要以能服务当地需求为主。目前 Gengo 也正在和工研院以及国卫院进行洽谈，希望和台湾达成合作计划。我倒觉得亚洲普遍存在的问题，是一窝蜂。生物科技来了，之前一群专家就成为生技政策专家，奈米来了又是同一群代言，这不是一个很好的现象。而台湾过去四分之一世纪以来，半导体虽然做得很成央A但是产业过于集中。所以一九九八年我来台湾时，我就强调产业应该多样化发展，不能倚赖单一环节，否则国际科技脉动一变化，产业缺乏随机应变的能力，经济将受到很大的影响。这在硅谷特别明显，一旦硅谷有了变化，我们就会知道台湾也将受牵制。相反地，生物科技是不会泡沫化的，科技产品弁鄐@旦大过需求，就会因为供过于求而泡沫，但绝对不会有人抱怨生技产品的效果太好，而只要有人类，生物科技就永远有需求，它是一个稳定成长的市场。但当时有人就批评我，因为我是这方面的专业，所以我当然说生物科技重要，但我回答，不是因为我是这方面的专家才说它重要，而是因为它重要，所以我才做这方面的专家。 luloo 2005-07-09 05:55 AM 生奈信息学将是下一波主流 问：以您一个生物科技的专家来看，未来的生物信息科技哪几个领域是最有商业前景的？ 答：Bioinformatics 的商业化领域将依不同国家的发展和需求有所不同，例如美国，目前因为反恐怖主义，不少纷纷往生化战发展，政府政策也鼓励，预算充足，政府政策扮演一个重要的影响因素。就亚洲而言，我个人认为，antibody这个市场目前很稳定，市场也永远会有，但它未来的技术突破性不大。虽然在美国已经很难有机会上市，但在亚洲、英国，机会还是很多，一方面是这里还有市场空间，一方面当地人力便宜，不过，也赚不了太大的钱。目前，马来西亚就正在积极进行相关抗体的产业。另一个是蛋白质领域，从基因找到特定的蛋白质，这个技术程序其实已经发展成熟。一般而言，一个生化学家要找到一个蛋白质往往需要花2~3个月时间，所以把这个技术拿到人工昂贵的美国就不适合。这种耗时耗人力的工作，目前是亚洲的优势；而蛋白质领域，中国目前已经进行得如火如荼。不过，我倒是认为，亚洲常过于强调基因定序的成就实在没必要，基因定序几乎已经完全计算机自动化，强调快速译码的成就，不过显示人工的便宜。一个技术刚开始是一个特殊领域，一旦到了某个阶段，就是一个重复的工作，基因定序现在在美国已经成为非主流了！ 问：您目前又提出一个Binformatics（生纳信息学）新名词，奈米结合 Bioinformatics究竟会朝什么方向发展？ 答：奈米技术目前确实是一项热门又被期待能对物质结构，有全方位控制并降低成本的制造技术。十年之内的近程来看，奈米技术的发展将涵狸`米材料材料的应用、奈米生物学、奈米电子学、奈米微型武器等。 十至五十年的远程发展，届时以自我繁殖的机器人清除人体病毒、癌细胞等有害病菌，量子计算机和数据库，甚至将奈米计算机加入油漆颗粒，随意改变油漆颜色、隔音效果等，奈米微型器等都不是梦想。不过，我一定要指出一个事实；科技从研发到市场应用、技术从突破到发展，都还有一段距离，也必须要分的很清楚。我这次来台湾，看到很多强调奈米化妆品的广告，我很好奇地去找，但坦白讲，我找不到，它到底怎么做？我不清楚，我想最多就是粒子微小化。广告商都说这样的吸收性会比较好，但事实上毛细孔都这么大了，这样的用途实在很令人质疑，我想，这不是开玩笑的。倒是有一个quantumdot技术，也就是用在马桶和汽车上常见的，在台湾很热门，目前这方面有确实有很多人研究，是目前少数比较有突破的技术。 不过，我还是要强调，技术距离大量上市都还有一段距离；我不得不认为，这有很多部分是商业的炒作。另外，因为SARS流行，我在电视上看到厂商提供光触媒消毒剂，替总统府进行消毒，但记者提问时，很遗憾厂商对该科技技术解释并不清楚。 以我所知，目前这类产品有两种发展较成熟的奈米技术，一种只是喷出来的水柱（water spray）比较细小；另外一种叫奈米泡沫，真正有专利保护的。这是位于美国密西根Ann Arbor一家奈米公司研制出的非毒性制剂，能毁灭大部分病毒、细菌急流感病毒、大肠杆菌、甚至炭疽菌，目前由美国国防部防御先进计划署（DARPA）投资成立。我想强调的是，美国上市真正的柰米产品都很少了，美国一有什么技术突破，亚洲就会拿来炒作甚至生产，并不妥当。   |
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