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全球数千名科学家参与生物“登月计划”十年破译已知真核物种基因组

来源:科技日报2018-04-25 10:05:02浏览:957

  华大基因发起 全球数千名科学家参与生物“登月计划”十年破译已知真核物种基因组

    “第一个真正的全球范围的基因组测序项目,能让世界上数千名科学家和数百万民众参与,所产出的数据超过 1EB(相当于 1 亿部高清电影,播放 2.3 万年),将推动全新计算算法、分析方法和模型的创立,革新我们对生物学的理解,有望极大改善物种保护工作,并为农业、医药和生态系统服务提供新的基因资源。”

  
  4 月 24 日,《美国科学院院刊》正式发布“地球生物基因组计划”(EBP)科研展望文章。华大基因是该项目的发起单位之一,他们称,这是继人类基因组计划之后,生命科学领域又一件大事,堪称生物“登月计划”。
  
  华大联合创始人、华大基因理事长杨焕明,华大首席执行官、华大生命科学研究院院长徐讯,深圳国家基因库副主任张国捷均参与其中。徐讯表示,这一具有里程碑式意义的项目将帮助我们全面了解地球生命演化的奥秘。
  
  将免费公开共享数据
  
  徐讯介绍,地球上生存着 1000 万至 1500 万种真核生物以及数万亿种原核生物,但实际上已经被人类认识的只有约 230 万种,完成基因组测序不到 1.5 万种,而且其中大部分是微生物,相对复杂的高等动植物只有约 1000 个物种的基因组被破译。人类通过对这极小一部分地球生命的认知,已在农业、医药、生物产业以及濒危物种保护方面取得了巨大的进步。
  
  因此,科学家大胆提出 EBP 项目,计划在未来 10 年对所有已知真核物种的基因组进行破译,并利用基因组学技术来帮助发现目前科学界未知的剩余 80% 至 90% 的物种,以完整地覆盖地球上的所有物种。徐讯表示,根据项目计划,科学家将对所有真核生物的基因组内容进行全面编目,并免费公开共享数据,作为未来科学发现的永久基础。
  
  样本采集面临挑战
  
  徐讯介绍,由于 EBP 项目面临许多挑战,需要全球协作;需要基于新的样品存储标准,对全球物种资源做更精细和深入的调查和收集;庞大的数据量和运算量将极大地挑战 IT 存储和运算技术;需要更多的专业人力投入到整个计划的各个阶段,从样品收集到数据分析,需要培养大量的新一代专业人才等等。
  
  其中一个主要的挑战就是样本采集,EBP 项目需要制定收集凭证样本的全球战略,并使这些凭证样本能被充分保存,以便生产高质量的基因组序列。地球生物多样性的分布特性以及世界偏远地区存在的生物多样性热点,如亚马逊盆地或婆罗洲,将使许多生物体的收集成为一个明显的挑战。
  
  经费需求低于人类基因组计划
  
  虽然面临着诸多挑战,但科学家对于 EBP 项目充满信心。研究者们完成该项目的信心来源之一,是不断下降的测序成本与不断进步的测序技术。徐讯介绍,人类基因组计划之后,个人全基因组测序成本不断降低,由最初的 30 亿美元下降到现在的 600 美元,甚至可能更低。作为全球领先的基因组学研发中心,华大已相继推出了多款自主研发的测序系统,将运用这一优势,助力 EBP 项目的实施。
  
  该项目总计划经费需要 47 亿美元,按照现在的经济购买力计算,比当年人类基因组计划的花费还要低。人类基因组计划的投入,已经将整个行业建立起来,产生了近 1 万亿美元的经济效益。
  
  徐讯表示,EBP 项目将提供新的视角、认知及资源,让人们更好地应对主要由于人类活动和气候变化造成的生物多样性和栖息地变化的威胁。

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