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乔治·丘奇教授可能是哈佛大学最成功的商业化科学家之一。他是人类遗传学和生物技术领域的权威科学家。他因在基因组测序、基因编辑、合成生物学和神经科学方面的科研贡献而闻名于世。
同时，他也是个人基因组学和合成生物学的先驱。他对该行业的贡献包括人类基因组学、绿色化学和清洁能源。
1984年，他参与发起了人类基因组计划，这几乎是20世纪最伟大的项目之一，并于1986年加入哈佛医学院。他现在是哈佛医学院的遗传学教授，也是哈佛大学Wise生物工程研究所的创始成员。
在40多年的研究生涯中，丘奇已经成为基因组工程、再生医学、合成生物学等领域金字塔顶端的科学家。，并创造了可重复使用分子的概念，在新技术的转移和转化方面取得了卓越的成就。
在生命科学领域发表了400多篇学术论文和95项专利，多项突破性创新成为Editas Medicine、Gen9bio等知名生物技术的基础。这些公司正在将这些创新技术应用于医疗诊断、创新疗法和合成生物学。
01被退学的天才。1954年8月，这位遗传学的伟大先驱诞生在佛罗里达州的麦克迪尔空陆军基地。他上过公立学校和天主教学校，但他认为这两个系统的教育资源都比较差。
不符合学校课程的丘奇读了很多书，他特别喜欢科学。10岁左右，丘奇自己造了一台模拟计算机。
他的继父是一名医生，在他的影响下，丘奇也对生化科学感兴趣。继父的药袋里有各种各样的药，丘奇年轻时对此很好奇。
他找到一些蝌蚪，把它们分成两组。他将药片碾碎，加入一组的水中，观察并比较两组蝌蚪的生长情况。最后，他发现激素在一定程度上可以加速蝌蚪的生长，并在生物课上展示了结果。
当丘奇在高中第一次离开佛罗里达时，他被送到马萨诸塞州安多弗的菲利普斯学院。
丘奇在宿舍养了一堆食肉植物，想通过浇赤霉素把它们变成巨人；他利用达特茅斯学院的共享电脑自学计算机知识；完成化学课程后，他被允许独立进入化学实验室，继续探索化合物。
这段经历对他的大学生涯有着持久的影响。1972年进入杜克大学后，丘奇修了很多研究生和独立课程，并在2年内完成。对了，他还参加了麻省理工的量子物理暑期课程。
1973年，丘奇进入金成厚的晶体学实验室，在那里他“终于找到了计算机和生物学的交集”。出于对物理、数学、生物、化学和计算机科学的强烈好奇心，他在杜克大学度过了第二年也是最后一年。
丘奇曾经回忆过这段时间:“金几乎把我当成了同龄人，他能够注意到我身上别人没有的闪光点。”
他对科学研究的坚持使丘奇决定继续他的研究生学习。由于觉得自己还年轻不成熟，觉得应该留在同一所学校，申请了杜克大学微生物学博士。
在此期间，他仍然呆在金的实验室里，并很快发表了五篇文章。一年后，丘奇换了一个生物化学博士。但不久之后，他遭遇了人生的第一次低谷——丘奇被退学。
退学的原因是丘奇没有去上生物化学和微生物学的课。但丘奇认为这些课程已经学过了，没必要再重复了。金的导师试图说服学校让丘奇留下来，但徒劳无功。
多年后，《国家地理》资深编辑皮特·米勒在《创新者》系列中对此评论道:“作为杜克大学的研究生...他使用X射线晶体学研究“转移”RNA的三维结构，该RNA解码DNA并将指令传输到细胞的其他部分。这是一项开创性的研究，但丘奇每周在实验室的时间高达100小时，以至于他忽略了其他课程。”。
“我喜欢做研究，但我不喜欢上课，因为我在本科的时候就已经学过了，”丘奇多次回忆这段经历。
测序技术的革命。幸运的是，金没有放弃他。他让丘奇留在实验室当技术员。当丘奇情绪低落，打算就这样过完余生的时候，也是丘奇鼓励他:“我觉得你不会止步于做一名技术人员。你很有想法，所以你应该申请读研”。
但是丘奇对这些话有所保留。他是如何看待一个被杜克大学退学的人重新申请读研的？于是他只是填了哈佛大学分子生物学博士的申请表，不抱太大希望的等待。即使时隔多年，丘奇仍对自己能进入哈佛大学的博士项目感到惊讶。
在进入哈佛大学攻读博士学位的前一个夏天，丘奇留在波士顿阅读分子生物学论文并计划实验。当时，他已经在考虑改进DNA测序技术，并决定加入诺贝尔奖获得者沃特·吉尔伯特的实验室。
在博士期间，丘奇研究了聚合酶测序，并开发了一些最早的测序仪，从而掀起了下一代测序革命。
几十年来，丘奇一直在哈佛大学从事教学和研究工作。他的研究成果为基因组测序和基因编辑的发展奠定了基础，并在这些基础研究的基础上，在基因测序、合成生物学和脑科学领域创造了一个突出的领域。在这里，他开始了自己的生命科学时代。
1985年，生命科学领域启动了一项宏大的工程——“人类基因组计划”。这是一个跨国、跨学科的科学探索项目。其目的是测定人类染色体中所含的30亿个碱基对的核苷酸序列，从而绘制人类基因组图谱，识别其中所含的基因及其序列，达到破译人类遗传信息的最终目的。丘奇是这个项目的发起人之一。
此外，丘奇和沃特·吉尔伯特共同发明了直接基因组测序，为第二代测序技术的发展奠定了基础。这些技术在2005年开始影响大规模测序。
不仅如此，丘奇还是纳米孔测序技术的发明者之一。他目前在Illumina、Danaher Corporation、Roche Diagnostics、Pacific Bioscience等几乎所有大型测序公司担任顾问。毫不夸张地说，他是下一代测序的重要奠基人。
随着第二代测序仪的诞生，测序成本下降，形成了“超级摩尔定律”的趋势，丘奇开始推动个体基因组的普及。
他在2005年启动了个人基因组计划组装的合成器。
基于他在人类基因组计划、测序技术、DNA合成与组装等领域的杰出贡献，他于2012年当选为美国国家工程院院士。
03第三代基因编辑的重要创始人，引领合成生物学时代，丘奇也是“基因工程”的开创者之一。
1997年开始研究常见的同源重组或序列特异性核酸酶技术，优化了Jennifer Doudna和Emmanuelle Charpentier发现的CRISPR/Cas9技术，发展了多项自动化基因组工程技术。
与一次只修改一个基因的技术不同，MAGE可以通过插入、错配或缺失等多种方式修改细胞染色体上的多个基因或位点。基于这项技术，丘奇和团队进行了多项应用研究，为后续发展合成生物学、细胞治疗、异种移植等领域奠定了基础。
2013年，他的团队首次对大肠杆菌的基因组进行了重新编码。他们进一步改造了大肠杆菌菌株，使其能够产生一种自身不能合成、自然界不存在的氨基酸。
几十年来，科学家们进行了各种尝试，在蛋白质中添加非天然氨基酸，基因密码子扩展技术就是其中之一。通过定点插入非天然氨基酸，可以拓展药物设计空，突破传统大分子药物研发的现有模式。这是一项具有巨大潜力的革命性技术。
2017年，基于合成生物学和基因编辑领域的研究，Church Lab孵化了一家名为GRObio的创业公司。该公司对大肠杆菌的基因组进行了重新编码，使这些细菌能够利用非天然氨基酸生产蛋白质。目前已获得投资3120万美元。
IPS重编程在构建疾病模型和开发新药方面具有很高的应用价值，已成为近年来的研究热点。丘奇是人类诱导多能干细胞领域的领先研究人员之一。
2014年，他带领团队在人类iPS细胞中进行CRISPR基因编辑研究。通过结合全基因组测序和靶向深度测序，他评估了Cas9编辑iPS细胞的脱靶效应，还确定了影响Cas9特异性的单核苷酸变异。
除了基于人类的研究，丘奇还利用基因编辑技术在动物研究方面进行了更前沿、更大胆的尝试。2015年，丘奇通过CRISPR基因编辑成功将猛犸象基因片段复制到一只亚洲象的基因组中。
科学家通过冷冻猛犸象标本获得了它的基因片段，并将其拼接到亚洲象皮肤细胞的DNA中。这项实验表明，猛犸象的基因自灭绝以来首次在功能水平上活跃起来。
但丘奇说，“仅仅改变DNA没有任何意义。我们想解读表现型。”
为此，该团队计划进行进一步的研究，试图将杂交大象/猛犸象的皮肤细胞变成可以在人工子宫中生长的杂交胚胎。2021年9月13日，丘奇成立了庞氏公司，该公司试图利用遗传密码找回长毛猛犸象。
然而，猛犸象的遗骸经历了数千年，它们的细胞核早已受损。所以，严格意义上的所谓“复活”，只能是“基因中含有猛犸象某些性状的新个体的产生”。目前，庞已宣布获得1500万美元的种子轮融资。
他还参与发现了DNA的多种用途，包括弱相互作用大质量粒子暗物质探测器、抗癌“纳米机器人”、ID密度比传统磁盘驱动器高100万倍的数字数据存储策略等。通过聚合酶的作用，DNA可以用来感知和存储光子、核苷酸或离子的变化。
04“脑科学”计划的诞生丘奇也是脑科学计划的支持者之一。
2011年9月在英国举行的一次赞助会议上，哥伦比亚大学教堂和库弗利基金会的科学家拉斐尔·尤斯特(Rafael Yuste)主张，应该通过广泛和协调的努力来开发一种新技术，以跟踪人类大脑的功能连接活动，并最终达到测量每一个神经元活动的水平。
尽管一些参与者持怀疑态度，但该倡议最终形成了一份白皮书，由Cuffley基金会科学家项目副总裁Miyoung Chun推动。同年12月，他们在NIH、DARPA和白宫科技政策办公室举行了一系列会议。
2012年，六人小组在《神经元》杂志上发表了该项目的研究目的和细节，并解释说，该项目将从绘制果蝇等简单模式生物的大脑活动逐渐发展到制作每月100万个神经元的生物的大脑图谱，如小臭臭。
他们强调，人脑活动图谱是这个项目的最终目标，但不是短期目标。
今年7月，根据OSTP提出的在科技领域与人类基因组计划一样具有挑战性的要求，丘奇和其他文章的合著者，以及联邦机构的官员”。
该项目最初提出开发一种研究大脑功能的技术，然后转移到研究动物模型的大脑活动突破，然后提出该计划应该更加关注人类的大脑。最后，奥巴马宣布成立该计划，该计划的目标不断调整。最终的研究目标确定为不仅致力于脑功能的研究，还致力于神经技术和工具的研发。
05参与创办22家科技公司。作为一名科学家，丘奇无疑是成功的、杰出的。他是下一代测序技术和CRISPR技术的创始人，并基于这些研究工具发起了个人基因组、合成生物学、脑科学等多次。
同样，丘奇也是一位成功的企业家。
在Biogen的经历激发了他对成果转化的兴趣。在埋头科研的时候，他还和学生一起申请了大量的专利，进行了大量的成果转化工作。
据不完全统计，丘奇参与成立了22家公司，涉及基因组学、癌症治疗、微生物和病原体、基因工程、绿色化学、区块链、合成生物学等领域。他还为市场上几乎所有主流的下一代测序公司提供咨询服务。
▲教会创办的一些公司
在外界看来，成果的转化可能会占用他大部分的时间，但丘奇本人在接受采访时强调，事实并非如此，他更愿意把未来交给年轻人。
丘奇的公司大多是和学生联合创办的，他通常只担任联合创始人或科学顾问。
无论是实验室还是公司，丘奇通常提供一般性指导，但不参与日常运作。在他看来，看到年轻人用实际行动改变世界是令人欣慰的。
他的科研精神也影响着他的学生。
在教会实验室，没有所谓的等级制度。所有人都是平等的科学家。他们来自五湖四海，有着不同的文化和背景，但他们对科学有着同样的敬畏和好奇。
这些年轻的科学家会因为共同的研究兴趣而自发组成研究小组。它们为生物医药、医疗器械、能源、环保等领域的发展带来了动力和活力。
在丘奇看来，下一代将对具有变革力量的前沿科学产生深远影响，如基因测序、基因编辑、合成生物学等。这些研究通常会产生一定程度的社会影响。
利用这些技术做能造福社会、改变世界的研究，是他很多研究的出发点。这种思想也通过他、他的实验室、他的学生传递，从基础研究到产业应用，从基因测序到基因编辑再到脑科学，新一代的力量正在扬帆起航。
