All'interno della fabbrica cinese del genoma

Quando aveva 17 anni, Zhao Bowen lasciò il liceo più prestigioso di Pechino. Come molti giovani irrequieti in Cina, si è diretto a sud, a Shenzhen, la capitale industriale del paese, per un lavoro. Da adolescente prodigio della scienza, tuttavia, non era destinato a una catena di montaggio; invece, era in viaggio verso il più grande centro di produzione mondiale di dati sul DNA. Ora, alcuni anni dopo, in una fabbrica di scarpe ristrutturata che è la sede di BGI-Shenzhen, la ventunenne sta organizzando uno sforzo per decifrare il corredo genetico di circa 2.000 persone, più di 12 trilioni di basi di DNA in tutto.

BGI-Shenzhen, un tempo noto come Beijing Genomics Institute, è passato da una relativa oscurità per diventare il sequenziatore più prolifico al mondo di DNA umano, vegetale e animale. Nel 2010, con l'aiuto di una linea di credito di 1,58 miliardi di dollari della China Development Bank, BGI ha acquistato 128 macchine per il sequenziamento del DNA all'avanguardia per circa 500.000 dollari l'una. Ora possiede 156 sequenziatori di diversi produttori e rappresenta circa il 10-20% di tutti i dati sul DNA prodotti a livello globale. Finora, afferma di aver sequenziato completamente circa 50.000 genomi umani, molto più di qualsiasi altro gruppo.

Questa storia faceva parte del nostro numero di marzo 2013

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La vastità di BGI ha già messo la ricerca genetica cinese sulla mappa. Quelle stesse economie di scala potrebbero anche diventare un vantaggio in quanto letture genetiche complete diventano parte della medicina quotidiana. Il costo del sequenziamento del DNA sta diminuendo rapidamente. Tra qualche anno, è probabile che milioni di persone vorranno sapere cosa predicono i loro geni sulla loro salute. Potrebbe essere BGI a dirglielo.

L'istituto non ha solo avviato una serie di progetti scientifici concepiti in modo grandioso. (A gennaio, ha annunciato di aver determinato la sequenza del DNA di non una ma 90 varietà di ceci.) Ha anche aperto la strada a un'attività di ricerca su commissione per decodificare i genomi umani in blocco, prendendo ordini dalle migliori aziende farmaceutiche e università del mondo. L'anno scorso, la BGI ha persino iniziato ad installare laboratori satellitari all'interno di centri di ricerca stranieri e li ha dotati di tecnici cinesi.

L'ascesa di BGI è considerata con curiosità e una certa trepidazione, non solo per le dimensioni dell'organizzazione, ma anche per il suo approccio commerciale opportunistico (ha un centro per la clonazione di suini, si diletta nella ricerca sulle cellule staminali e gestisce un laboratorio di diagnostica). L'istituto impiega 4.000 persone, fino a un'università di medie dimensioni: 1.000 solo nella sua divisione di bioinformatica. Come Zhao, la maggior parte sono giovani (l'età media è 27 anni) e alcuni dormono nei dormitori aziendali. Lo stipendio medio è di $ 1.500 al mese.

Dieci anni fa, il Progetto internazionale sul genoma umano stava ultimando la prima copia del codice genetico umano al costo di 3 miliardi di dollari. Grazie a una serie di intelligenti innovazioni, da allora il costo per leggere il DNA nel genoma di una persona è sceso a poche migliaia di dollari. Eppure questo ha solo creato nuove sfide: come archiviare, analizzare e dare un senso ai dati. Secondo BGI, le sue macchine generano sei terabyte di dati ogni giorno.

Zhang Yong, 33 anni, ricercatore senior di BGI, prevede che entro il prossimo decennio il costo del sequenziamento di un genoma umano scenderà a soli $ 200 o $ 300 e BGI diventerà una forza nell'assemblare un bio-Google globale: aiuterà a organizzare tutti i del mondo biologico informazioni e renderle universalmente accessibili e utili.

BGI cita prezzi a partire da $ 3.000 per sequenziare il DNA di una persona.

Alcuni estranei, tuttavia, si chiedono se BGI sia qualcosa di più della versione biologica di Foxconn, il gigantesco assemblatore di iPad e altri gadget progettati altrove, la cui fabbrica più grande, che impiega circa 240.000 lavoratori, è anche a Shenzhen. Sebbene BGI abbia svolto importanti ricerche scientifiche: un recente articolo sul sequenziamento dei batteri nell'intestino umano ha reso le pagine di Natura —è visto più come un produttore di massa di dati che come un istigatore di ricerche originali che possono spiegare cosa significano i risultati.

Il BGI è cresciuto in modo impressionante, afferma Eric Lander, direttore del Broad Institute di Cambridge, nel Massachusetts, che gestisce il più grande centro accademico di sequenziamento del DNA negli Stati Uniti. Ma penso che la scala assoluta sia molto meno importante di quello che ci fai.

Non preoccuparti, sii felice

Il presidente di BGI, Wang Jian, 59 anni, ha cofondato l'azienda con Yang Huanming, 61 anni, nel 1999. Sono riusciti a convincere i leader del Progetto Genoma Umano, allora in pieno svolgimento, a lasciare che si occupassero dell'1 per cento del lavoro, rendendo la Cina il unica nazione in via di sviluppo a svolgere un ruolo importante. Nel 2002, BGI ha fatto girare la testa pubblicando la sequenza completa della pianta del riso in Scienza . La ricerca di interesse nazionale è stata un pilastro della BGI: ha decodificato il DNA del panda gigante e ha scoperto la mutazione genetica che rende i tibetani così adatti alla vita ad alta quota. Al di fuori dell'orario di lavoro, Wang è noto per aver scalato l'Everest nel 2010. (È un parco nazionale, e allora? Non è un grosso problema, dice.)

Una logica bizzarra e informale governa BGI. Questo lo ha reso un enigma per gli osservatori; è molto diverso dalle istituzioni gerarchiche cinesi, dove le credenziali e le connessioni possono contare di più. Il vicedirettore Xu Xun, 29 anni, che sovrintende al gruppo di bioinformatica di 1.000 persone, afferma che è per questo che BGI attrae così tanti giovani di talento. Puoi [interpretare un ruolo in] ​​molte cose eccitanti qui, dice. Nel 2010, Natura ha citato il modello di BGI in un editoriale in cui si chiedeva se gli scienziati avessero davvero bisogno di dottorati di ricerca. Lo stesso Xu è arrivato alla BGI dopo aver abbandonato i suoi studi di dottorato. È conosciuto con ammirazione in tutta l'azienda come un leaver, impaziente con la scuola e desideroso di un'esperienza nel mondo reale.

I campioni di sangue vengono inseriti in macchine automatizzate per il sequenziamento del DNA.

Nel cubicolo di Wang, che si trova nel mezzo di una lunga baia di identici cubicoli blu sostenuti da finestre che si affacciano su un cantiere di montagna, c'è una lettera firmata a mano da Bill Gates che annuncia una partnership sulla genomica agricola che BGI e la Gates Foundation hanno deciso di durare cade. Adora gli abbandoni, dice Wang del presidente di Microsoft. Sorride e poi canta alcune battute di Don't Worry, Be Happy di Bobby McFerrin, aggiungendo, adoro quella canzone.

BGI si autodefinisce il primo istituto di ricerca cinese gestito dai cittadini. Con il forte sostegno politico di Pechino, è entrata a far parte della decantata Accademia cinese delle scienze nel 2003. Ma è stata una scelta difficile. L'accademia conservatrice limita le dimensioni dei suoi istituti, ma la BGI era in piena corsa alle assunzioni e stava anche facendo i conti con le credenziali universitarie. Nel 2007, il governo di Shenzhen ha offerto 12,8 milioni di dollari di BGI per trasferirsi nella città portuale e diventare un istituto indipendente.

Oggi, dice Wang, solo il 10% circa delle entrate di BGI proviene da progetti governativi, e questo proviene in gran parte dalle municipalità locali, non da Pechino. Il resto è un mix di sovvenzioni, alcune donazioni anonime e commissioni da parte dei clienti, tra cui da $ 3.000 a $ 4.000 per sequenziare un genoma umano.

E anche se è un'organizzazione senza scopo di lucro, BGI gestisce diverse attività. Questo ha lasciato gli occidentali a indovinare la vera natura dell'istituto cinese. Wang dice che non dovrebbero preoccuparsi. Ci piace la scienza; abbiamo bisogno di soldi. Mettiamo insieme le due cose, dice. Uso la mia mano sinistra per fare soldi e la mia mano destra per fare ricerche di base. In una recente conferenza sulla biotecnologia a Shenzhen, co-sponsorizzata da BGI, Wang ha tenuto la presentazione di apertura. Una delle sue diapositive diceva: Scienza di prim'ordine = Affari di prim'ordine.

Migliaia di genomi

Nel suo lavoro scientifico, BGI agisce spesso come promotore delle idee di altre persone. È il caso di un grande progetto ideato da Steve Hsu, vicepresidente per la ricerca presso la Michigan State University, per la ricerca di geni che influenzano l'intelligenza. Sotto la guida di Zhao Bowen, BGI sta ora sequenziando il DNA di oltre 2.000 persone, per lo più americani, che hanno punteggi QI di almeno 160, o quattro deviazioni standard sopra la media.

Il DNA proviene principalmente da una raccolta di campioni di sangue raccolti da Robert Plomin, uno psicologo del King's College di Londra. Il piano, per confrontare i genomi di geni e persone di intelligenza ordinaria, è scientificamente rischioso (è probabile che siano coinvolti migliaia di geni) e alquanto controverso. Per questi motivi sarebbe molto difficile trovare i 15 o 20 milioni di dollari necessari per realizzare il progetto in Occidente. Forse funzionerà, forse no, dice Plomin. Ma BGI lo fa fondamentalmente gratuitamente.

Dal punto di vista di Plomin, il BGI è così grande che sembra avere più capacità di sequenziamento del DNA di quanto non sappia cosa fare. Ha tutte quelle macchine e quelle persone che devono essere alimentate con progetti, dice. Lo studio IQ non è l'unico mega progetto in corso. Con un'organizzazione no-profit statunitense, Autism Speaks, BGI viene pagata per sequenziare il DNA di un massimo di 10.000 persone provenienti da famiglie con bambini autistici. Per i ricercatori in Danimarca, BGI sta decodificando i genomi di 3.000 persone obese e 3.000 persone magre.

Oltre alla scienza di base, il BGI ha iniziato a posizionarsi come il motore di quello che dovrebbe essere un boom nell'uso medico delle scansioni genomiche. Nel 2011, ad esempio, ha deciso di installare un centro di analisi del DNA all'interno del Children's Hospital di Philadelphia, un importante ospedale pediatrico. Dieci esperti di bioinformatica sono arrivati ​​da Shenzhen con visti temporanei per creare il centro, che è stato aperto sei mesi dopo con cinque macchine per il sequenziamento.

Man mano che la tecnologia entrerà nell'uso clinico, il numero di genomi sequenziati nella loro interezza potrebbe catapultare milioni all'anno. Questo è ciò per cui si stanno preparando sia l'ospedale di Filadelfia che il BGI. Hanno le competenze, gli strumenti e le economie di scala, afferma Robert Doms, patologo capo dell'ospedale pediatrico. Dice che pagherà a BGI una tassa per ogni genoma che sequenzia e offrirà il servizio ai genitori di giovani pazienti con malattie non diagnosticate. L'ospedale svilupperà anche nuovi tipi di test genetici, un'area in cui i cinesi concordano di avere molto da imparare. Sebbene BGI gestisca un centro di test genetici in Cina, il grado di regolamentazione osservato negli Stati Uniti è nuovo per i suoi ricercatori. È un ulteriore livello di rigore, afferma Doms.

BGI sta anche dimostrando di essere agile nella ricerca di opportunità di business. Lo scorso autunno, ha fatto un'offerta a sorpresa per acquistare una società statunitense in difficoltà, la Complete Genomics di Mountain View, California. L'azienda gestisce una tecnologia complessa per il sequenziamento del DNA umano; nel 2012 rappresentava forse il 10% di tutti i dati sul DNA umano generati a livello globale. Ma stava perdendo soldi.

L'offerta di BGI per acquistare la società, per il prezzo di svendita di $ 118 milioni, ha suscitato preoccupazioni competitive negli Stati Uniti Il principale fornitore di strumenti di sequenziamento del DNA, Illumina, ha cercato di rompere l'accordo con una controfferta e ha fatto appello a Washington per bloccare l'acquisizione. Lasciare che BGI acquisisca la società equivarrebbe a vendere alla Cina il formula per Coca Cola , ha affermato il CEO di Illumina, Jay Flatley. Flatley ha avvertito che i cinesi, fino ad ora dipendenti dalle macchine statunitensi, potrebbero dominare la tecnologia di prossima generazione e che potrebbero persino fare un uso nefasto dei dati del DNA americano che fluiscono attraverso i loro server per terabyte. I regolatori statunitensi hanno respinto le preoccupazioni sulla sicurezza nazionale e l'approvazione dell'accordo è in attesa.

I leader di BGI sanno che la resistenza alla sua espansione è reale, ma ignorano le preoccupazioni. Lo scherzo nei cubicoli è che se BGI fosse davvero uno strumento di Pechino, probabilmente avrebbe uno spazio ufficio migliore. Più concretamente, Xu, il capo del team di bioinformatica, dice dell'acquisizione: questa è una buona tecnologia. La società è fallita; pensiamo che sia una buona occasione per fare qualcosa.

A Wang, lo scalatore dell'Everest, viene ancora chiesto spesso di spiegare la strategia di BGI e le sue intenzioni. Dice di pensare a un lavoratore migrante errante, in cerca di opportunità e occasionalmente irritante per le autorità. Ecco com'è BGI. Ma la sua unica missione fondamentale è fare un lavoro che sia socialmente utile, dice: la sua strategia è fare del bene.

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