剛宣布將測序儀交由“代工巨頭”富士康生產(chǎn),華大啟動“地球生物基因組計劃”的消息又吸引了全世界的關(guān)注。繼人類基因組計劃之后,生命科學(xué)領(lǐng)域又將迎來一件大事——華大基因與美國斯密森尼生物多樣性基因組學(xué)項目組聯(lián)合發(fā)起了“地球生物基因組計劃”,比人類基因組計劃更宏大的地球生物基因組計劃(EarthBioGenomeProject,EBP)即將啟動,目標(biāo)是破譯地球上所有生命的基因組。漢庫醫(yī)學(xué)旨在為守護(hù)生命健康而努力。

在美國斯密森尼生物多樣性基因組學(xué)項目組與中國華大基因公司近日聯(lián)合主辦的生物基因組學(xué)會議(BioGenomics2017)閉幕論壇上,加州大學(xué)戴維斯分校基因組學(xué)家哈瑞斯·萊文等人和華大基因生物學(xué)家張國捷等組成的科研團(tuán)隊聯(lián)合倡議,全球科學(xué)家合作開啟另一項與人類基因組計劃(HGP)類似的項目——地球生物基因組計劃(EBP),對地球上所有真核生物進(jìn)行測序。這一具有歷史意義的項目吸引了全球科學(xué)家的關(guān)注。
EBP項目組成員由多國科學(xué)家組成,作為該項目的發(fā)起單位之一,華大基因理事長楊煥明院士與華大基因張國捷參與其中。華大基因關(guān)注生物多樣性研究,通過基因科技已解碼眾多地球物種,發(fā)起國際合作深入科學(xué)研究,該項目組中其他工作人員也均與華大基因有過深入合作。
據(jù)《科學(xué)》雜志報道,EBP計劃大約兩年前第一次提出,將著重對包括所有植物、動物和單細(xì)胞生物在內(nèi)的真核生物群體進(jìn)行測序。人類基因組計劃耗時13年,花費(fèi)約30億美元完成人類基因組測序,而該項目得益于測序技術(shù)的進(jìn)步和成本的下降,初步預(yù)計完成整個項目大約需要40億美元投入,但該項目目前尚未獲得資金支持。項目組的科學(xué)家們表示,如果獲得這樣的資金支持,該計劃有望在10年內(nèi)完成。
現(xiàn)有EBP框架大約分三步完成:首先集中完成約9330個真核生物科級別代表性物種(eukaryoticfamily)的基因組,從而獲得與人類參考基因組相當(dāng)或比人類參考基因組更好的參考基因組。接著,在14萬~20萬個真核生物屬(eukaryoticgenera)中,對來自每個屬的一個物種進(jìn)行基因組草圖繪制。最后,對剩下的150萬個已知的真核生物物種(eukaryoticspecies)的基因組進(jìn)行低覆蓋測序。這些精細(xì)度不同的基因組之間還能通過比較分析或進(jìn)一步測序,幫助人們獲知更多的信息。
EBP已經(jīng)取得良好開端,好幾個測序項目已經(jīng)啟動,包括為1萬種脊椎動物進(jìn)行基因組測序的基因組10K項目、破譯5000種節(jié)肢動物基因組的i5K項目、為1萬多種禽類物種測序基因組的B10K項目等?!拔覀兙褪且袳BP打造成‘戰(zhàn)斗機(jī)中的戰(zhàn)斗機(jī)’?!表椖砍h人Levin表示。
EBP工作組成員表示,EBP計劃的意義重大。這是第一個真正的全球大型基因組測序項目,能讓世界上數(shù)千名科學(xué)家和數(shù)百萬民眾參與,所產(chǎn)出的超大數(shù)據(jù)超過1EB(相當(dāng)于1億部高清電影,播放2.3萬年),將推動全新計算算法、分析方法和模型的創(chuàng)立,革新人們對生物學(xué)的理解,有望極大改善物種保護(hù)工作,并為農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)創(chuàng)造新的基因資源。
同時,他們也表示目前EBP項目仍面臨重大挑戰(zhàn):一是因生物多樣性問題,只有更多發(fā)展中國家參與并開展更加國際化的合作,該項目才能最終成型;二是制定高質(zhì)量測序和保存有機(jī)體樣本的標(biāo)準(zhǔn),其中因現(xiàn)有博物館動植物樣品的保存方式不符合要求,或需要大量的野外采集樣品,這可能耗費(fèi)很大成本。
但基于目前技術(shù)的升級和成本下降,研究者們非常有信心完成該項目。人類基因組計劃之后,個人全基因組測序成本不斷降低,由最初的30億美元下降到現(xiàn)在的800美元,甚至可能更低。作為全球最大的基因組學(xué)研發(fā)中心,華大基因已于2015-2016年相繼推出了多款自主研發(fā)的測序系統(tǒng),目前已具備量產(chǎn)測序儀的實力,也將運(yùn)用這一優(yōu)勢,助力EBP項目的實施。
EBP項目的提出,有助于整合世界各地的地球生物基因組研究,使之形成更有價值的科研體系,促進(jìn)物種研究工作有序而高效地進(jìn)行,幫助人們?nèi)媪私獾厍蛏莼膴W秘,推動物種保護(hù)工作的開展。
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