加利福尼亞理工學院教授，美國系統(tǒng)生物學研究所所長，美國科學院、美國工程院和美國醫(yī)學院院士，美國總統(tǒng)科學顧問。Leroy Hood教授是國際系統(tǒng)生物學創(chuàng)始人，也是國際人類基因組計劃倡導者之一。他多年從事分子免疫學、生物技術以及基因組學的研究，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，對全球生命科學研究和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了深遠影響。

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

　　《科學時報》：您多年從事分子免疫學、生物技術及基因組學研究，同時作為人類基因組計劃的最早倡導者之一，請您談談國際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世紀揭示人類本身問題的一個科學工程，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)學領域找到強有力的診斷方法和手段，從而轉(zhuǎn)化為醫(yī)學領域的應用研究；四是有利于生物學和其他學科的融合。

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

　　科學家有責任幫助公眾理解科學技術，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、系統(tǒng)生物學研究的基礎。

　　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，使科學家在世界范圍內(nèi)建立戰(zhàn)略伙伴關系和實現(xiàn)科學全球化。因此，各國研究機構(gòu)間應形成互動互補的網(wǎng)絡。

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

　　Leroy Hood：系統(tǒng)生物學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系的學科。它用新的方法來解釋生物學。關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)境的這種關系能夠通過信息網(wǎng)絡系統(tǒng)溝通，最后將這些信息傳遞到有關生物學儀器中處理、分析。系統(tǒng)生物學是21世紀的新興學科，是現(xiàn)代生命科學領域的一部分，具有綜合性特征。系統(tǒng)生物學把前沿研究和研究過程結(jié)合起來，同以往生物學研究不同，它具有在知識、認識、方法和技術上的不同，表現(xiàn)出理解生命現(xiàn)象的不同角度的思考，并創(chuàng)造新的技術方法，取得不同的認識。

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

　　《科學時報》：系統(tǒng)生物學未來的發(fā)展方向是什么？

　　Leroy Hood：21世紀最大的挑戰(zhàn)就是科學和技術的復雜性問題，而新的理念、戰(zhàn)略和技術使得生物學家可以成功應對這一挑戰(zhàn)。我們需要建立一種跨學科的文化，合理融合生物學、化學、計算機、工程學、數(shù)學、物理學等相關學科，形成新型學科或研究領域，系統(tǒng)生物學正是在這種跨學科的思維范式下應運而生的。系統(tǒng)生物學在推動基因組計劃、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建立系統(tǒng)生物學院和系統(tǒng)生物研究所，增加了必需的基礎設施和設備，研究速度大大加快，開始了DNA測序。自動化技術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)生物學是利用現(xiàn)代的網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)導致人類疾病的原因。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)生物學研究，整合各個學科的研究成果非常重要。比如從基因、分子、細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，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)生物學的發(fā)展方向?qū)⑹窍到y(tǒng)地進行生物學和醫(yī)學研究，例如疾病的預測、預防，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)生物技術的發(fā)展；聯(lián)合科研院所和企業(yè)，并建立戰(zhàn)略合作關系，將知識轉(zhuǎn)移到社會需求中。在21世紀初，系統(tǒng)生物學研究在健康、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。

　　《科學時報》：最近，美國生物學家克雷格·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“人造單細胞生物”。如同當年英國科學家克隆成功“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合成技術把基因鑲嵌到細胞里，使細胞表現(xiàn)新特性。體外DNA合成，把基因組勾連在一起，是技術上大的突破。這是一種科學探索與技術方面的新進展；當然政府是很支持科學研究為人類服務的。但是這種方法的實際應用還有很長的路要走，因為我們還沒有能力重新設計一種新的生物。

　　社會公眾對“克隆”有擔憂。我們應該尊重和考慮社會民眾的這種擔憂，并且想辦法溝通，使他們理解科學工作，科學探索還是應該進行的。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，卻可能導致相反的后果，甚至帶來災難。實際上，克隆人是很困難的，在技術上是不容易實現(xiàn)的，目前還不具備可能性。

　　《科學時報》：21世紀將迎來生命科學技術領域的新一輪突破性發(fā)展，為了使社會公眾了解科學，科學家和科技媒體應當做些什么？

　　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知識，讓人們更多地了解科學?？茖W知識和技術應該為社會和人類服務。

　　科學家應該盡力幫助人們理解科學。教育的作用不僅僅是讓人獲得學歷，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)學外，還設立了科學咨詢中心，目的是創(chuàng)立科學教師培訓機構(gòu)或為此類機構(gòu)提供支持，從而使這些教授自然科學的老師能夠培養(yǎng)出具有科學素養(yǎng)的學生?？茖W咨詢中心還為中小學生提供科學咨詢服務。僅2009年，科學咨詢中心就為華盛頓44所學校的科學課教師提供了99場專業(yè)培訓，這些學校的學生人數(shù)占華盛頓全部學校學生的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，偽科學可以被輿論剔除，留下真正的科學。媒體的重要責任在于教育民眾，讓公眾理解科學，跟上時代科學發(fā)展的步伐。