Inuti Kinas genomfabrik

När han var 17 år gammal hoppade Zhao Bowen av Pekings mest prestigefyllda gymnasieskola. Liksom många rastlösa ungdomar i Kina begav han sig söderut till Shenzhen, landets fabrikshuvudstad, för ett jobb. Som ett vetenskapsunderbarn i tonårsåldern var han dock inte bunden till ett löpande band; istället var han på väg till världens största produktionscenter för DNA-data. Nu, några år senare, i en ombyggd skofabrik som är BGI-Shenzhens huvudkontor, orkestrerar 21-åringen ett försök att dechiffrera den genetiska sammansättningen hos cirka 2 000 människor – mer än 12 biljoner DNA-baser totalt.

BGI-Shenzhen, en gång känt som Beijing Genomics Institute, har spruckit från relativ dunkel till att bli världens mest produktiva sekvenserare av mänskligt, växt- och djur-DNA. 2010, med hjälp av en kreditram på 1,58 miljarder USD från China Development Bank, köpte BGI 128 toppmoderna DNA-sekvenseringsmaskiner för cirka 500 000 USD styck. Det äger nu 156 sekvenserare från flera tillverkare och står för cirka 10 till 20 procent av all DNA-data som produceras globalt. Hittills hävdar den att de fullständigt har sekvenserat cirka 50 000 mänskliga genom - långt fler än någon annan grupp.

Den här historien var en del av vårt marsnummer 2013

• Se resten av frågan
• Prenumerera

BGI:s stora storlek har redan satt kinesisk genforskning på kartan. Samma stordriftsfördelar kan också bli en fördel eftersom omfattande genavläsningar blir en del av vardagsmedicinen. Kostnaden för DNA-sekvensering sjunker snabbt. Om några år är det troligt att miljontals människor kommer att vilja veta vad deras gener förutspår om deras hälsa. BGI kan vara den som berättar för dem.

Institutet har inte bara initierat en serie storslagna vetenskapliga projekt. (I januari tillkännagav det att det hade bestämt DNA-sekvensen för inte en utan 90 sorter av kikärter.) Det är också banbrytande för ett företag för forskning att hyra för att avkoda mänskliga genom i bulk, ta beställningar från världens främsta läkemedelsföretag och universitet. Förra året började BGI till och med installera satellitlabb i utländska forskningscentra och bemanna dem med kinesiska tekniker.

BGI:s uppgång betraktas med nyfikenhet och viss bävan, inte bara på grund av organisationens storlek utan också på grund av dess opportunistiska affärsstrategi (den har ett centrum för kloning av grisar, sysslar med stamcellsforskning och driver ett diagnostiklabb). Institutet sysselsätter 4 000 personer, lika många som ett medelstort universitet – 1 000 bara inom sin bioinformatikavdelning. Precis som Zhao är de flesta unga – medelåldern är 27 – och en del sover i företagshem. Medellönen är 1 500 USD i månaden.

För tio år sedan färdigställde det internationella Human Genome Project den första kopian av den mänskliga genetiska koden till en kostnad av 3 miljarder dollar. Tack vare en rad smarta innovationer har kostnaden för att läsa ut DNA i en persons arvsmassa sedan dess sjunkit till bara några tusen dollar. Ändå har det bara skapat nya utmaningar: hur man lagrar, analyserar och förstår data. Enligt BGI genererar dess maskiner sex terabyte data varje dag.

Zhang Yong, 33, en BGI senior forskare, förutspår att kostnaden för att sekvensera ett mänskligt genom kommer att sjunka till bara 200 $ eller 300 $ inom det kommande decenniet och BGI kommer att bli en kraft i att bygga ett globalt bio-Google – det kommer att hjälpa till att organisera alla världens biologisk information och göra den allmänt tillgänglig och användbar.

BGI anger priser så låga som $3 000 för att sekvensera en persons DNA.

Vissa utomstående ifrågasätter dock om BGI är något mer än biologins version av Foxconn, den gigantiska tillverkaren av iPads och andra prylar som designats någon annanstans, vars största fabrik, som sysselsätter cirka 240 000 arbetare, också finns i Shenzhen. Medan BGI har gjort viktig vetenskap - en färsk artikel om sekvensering av bakterierna i den mänskliga tarmen gjorde sidorna av Natur – det ses mer som en massproducent av data än som en initiativtagare till originalforskning som kan förklara vad resultaten betyder.

BGI har skalat upp väldigt imponerande, säger Eric Lander, chef för Broad Institute i Cambridge, Massachusetts, som driver det största akademiska DNA-sekvenseringscentret i USA. Men jag tror att absolut skala är mycket mindre viktigt än vad man gör med det.

Oroa dig inte, var glad

BGI:s president, Wang Jian, 59, grundade företaget tillsammans med Yang Huanming, 61, 1999. De lyckades övertala ledarna för Human Genome Project, som då var i full gång, att låta dem sköta 1 procent av arbetet, vilket gjorde Kina till enda utvecklingsnation som spelar en viktig roll. 2002 vände BGI huvudet genom att publicera hela sekvensen av risplantan i Vetenskap . Forskning i nationellt intresse har varit en BGI stöttepelare: den avkodade jättepandans DNA och upptäckte den genetiska mutationen som gör tibetaner så väl lämpade för livet på höga höjder. Utanför arbetstid är Wang känd för att ha bestigit Mount Everest 2010. (Det är en nationalpark – så vad? Inte en stor sak, säger han.)

En udda, informell logik styr BGI. Det har gjort det till ett pussel för observatörer; det skiljer sig mycket från hierarkiska kinesiska institutioner, där referenser och kopplingar kan vara viktigast. Biträdande direktör Xu Xun, 29, som övervakar den 1 000 man starka bioinformatikgruppen, säger att det är därför BGI lockar så många begåvade unga människor. Man får [spela en roll i] många spännande saker här, säger han. 2010, Natur citerade BGI:s modell i en redaktionell fråga om huruvida forskare verkligen behöver doktorsexamen. Xu själv kom till BGI efter att ha övergett sina doktorandstudier. Han är vad som är känt på ett beundransvärt sätt runt företaget som en lämnar – otålig med skolan och ivrig efter verkliga erfarenheter.

Blodprover matas in i automatiserade DNA-sekvenseringsmaskiner.

I Wangs skåp, som ligger mitt i en lång vik av identiska blå bås uppbackade av fönster med utsikt över en byggarbetsplats i bergssluttningen, finns ett handsignerat brev från Bill Gates som tillkännager ett partnerskap om jordbruksgenomik som BGI och Gates Foundation kommit överens om att hålla på. falla. Han älskar avhoppen, säger Wang om Microsofts ordförande. Han flinar och sjunger sedan några takter från Bobby McFerrins Don't Worry, Be Happy, och tillägger att jag älskar den låten.

BGI fakturerar sig som Kinas första medborgarstyrda forskningsinstitut. Med starkt politiskt stöd från Peking blev det en del av den omtalade kinesiska vetenskapsakademin 2003. Men det var en orolig passform. Den konservativa akademin begränsar storleken på sina institut, men BGI var på en anställningsrunda, och den tummade näsan på universitetets meriter också. 2007 erbjöd regeringen i Shenzhen BGI 12,8 miljoner dollar för att flytta till hamnstaden och bli ett oberoende institut.

Idag, säger Wang, kommer endast cirka 10 procent av BGI:s intäkter från statliga projekt – och det är till stor del från lokala kommuner, inte från Peking. Resten är en blandning av bidrag, några anonyma donationer och avgifter från kunder, inklusive så lite som $3 000 till $4 000 för att sekvensera ett mänskligt genom.

Och även om det är en ideell organisation, driver BGI flera företag. Det har fått västerlänningar att gissa sig till det kinesiska institutets sanna natur. Wang säger att de inte borde oroa sig. Vi gillar vetenskap; vi behöver pengar. Vi sätter ihop de två sakerna, säger han. Jag använder min vänstra hand för att tjäna pengar och min högra hand för att göra grundforskning. Vid en nyligen genomförd bioteknikkonferens i Shenzhen, medsponsrad av BGI, höll Wang öppningspresentationen. En av hans bilder läser: World-Class Science = World-Class Business.

Tusentals genom

I sitt vetenskapliga arbete fungerar BGI ofta som möjliggörare för andra människors idéer. Det är fallet i ett stort projekt utformat av Steve Hsu, vicepresident för forskning vid Michigan State University, för att söka efter gener som påverkar intelligens. Under ledning av Zhao Bowen sekvenserar BGI nu DNA från mer än 2 000 personer - mestadels amerikaner - som har IQ-poäng på minst 160, eller fyra standardavvikelser över medelvärdet.

DNA:t kommer främst från en samling blodprover som samlats in av Robert Plomin, en psykolog vid King's College, London. Planen, att jämföra genomen hos genier och människor med vanlig intelligens, är vetenskapligt riskabel (det är troligt att tusentals gener är inblandade) och något kontroversiellt. Av dessa skäl skulle det vara mycket svårt att hitta de 15 eller 20 miljoner dollar som behövs för att genomföra projektet i väst. Kanske kommer det att fungera, kanske inte, säger Plomin. Men BGI gör det i princip gratis.

Ur Plomins perspektiv är BGI så stor att den verkar ha mer DNA-sekvenseringskapacitet än den vet vad den ska göra med. Den har alla de maskiner och människor som måste matas med projekt, säger han. IQ-studien är inte det enda megaprojektet som pågår. Med en amerikansk ideell organisation, Autism Speaks, får BGI betalt för att sekvensera DNA från upp till 10 000 personer från familjer med autistiska barn. För forskare i Danmark avkodar BGI genomerna från 3 000 överviktiga personer och 3 000 magra.

Utöver grundläggande vetenskap har BGI börjat positionera sig som motorn för vad som förväntas bli en boom i medicinsk användning av genomskanningar. År 2011 gick man till exempel med på att installera ett DNA-analyscenter på Children's Hospital of Philadelphia, ett ledande pediatriskt sjukhus. Tio bioinformatikexperter flögs in från Shenzhen på tillfälliga visum för att skapa centret, som öppnade sex månader senare med fem sekvenseringsmaskiner.

När tekniken börjar användas kliniskt kan antalet genom som sekvenseras i sin helhet slungas upp i miljoner per år. Det är vad både Philadelphia-sjukhuset och BGI förbereder sig för. De har expertis, instrument och stordriftsfördelar, säger Robert Doms, patolog på barnsjukhuset. Han säger att det kommer att betala BGI en avgift för varje genom som det sekvenserar, och kommer att erbjuda tjänsten till föräldrar till unga patienter med odiagnostiserade sjukdomar. Sjukhuset kommer också att utveckla nya typer av genetiska tester, ett område där kineserna är överens om att de har mycket att lära. Även om BGI driver ett genetiskt testcenter i Kina, är graden av reglering i USA ny för dess forskare. Det är en hel ytterligare nivå av rigor, säger Doms.

BGI visar också att det kan vara smidigt när det gäller att söka affärsmöjligheter. Förra hösten lade den ett överraskande bud på att köpa ett vacklande amerikanskt företag, Complete Genomics of Mountain View, Kalifornien. Företaget driver en komplex teknologi för sekvensering av mänskligt DNA; 2012 stod den för kanske 10 procent av all mänsklig DNA-data som genererades globalt. Men det var att förlora pengar.

BGI:s bud på att köpa företaget, för brandförsäljningspriset på 118 miljoner dollar, har väckt konkurrensbekymmer i USA. Huvudleverantören av DNA-sekvenseringsinstrument, Illumina, försökte bryta upp affären med ett motbud och vädjade till Washington för att blockera övertagandet. Att låta BGI ta upp företaget skulle vara likvärdigt med att sälja Kina formel för Cola , sa Illuminas vd, Jay Flatley. Flatley varnade för att kineserna, som hittills var beroende av amerikanskt maskineri, kunde dominera nästa generations teknologi – och att de till och med på något sätt kunde använda amerikansk DNA-data som strömmar genom deras datorservrar i terabyte. Amerikanska tillsynsmyndigheter har avfärdat de nationella säkerhetsproblemen och godkännandet av affären väntar.

BGI:s ledare vet att motståndet mot dess expansion är verkligt, men de rycker bort oron. Skämtet i skåpen är att om BGI verkligen var ett verktyg för Peking, skulle det förmodligen ha trevligare kontorsutrymmen. Mer sakligt säger Xu, chefen för bioinformatikteamet, om förvärvet: Det här är en bra teknik. Bolaget är i konkurs; vi tror att det är en bra chans att göra något.

Wang, Everest-klättraren, blir fortfarande ofta ombedd att förklara BGI:s strategi och dess avsikter. Han säger sig tänka på en vandrande migrantarbetare – som letar efter möjligheter och ibland irriterar myndigheterna. Det är så BGI är. Men dess enda kärnuppdrag är att göra arbete som kommer att vara socialt användbart, säger han: dess strategi är att göra gott.

Dölj