▌本文來源:央視新聞 新華社
△視頻《國家基因庫今天正式運營》
經過5年建設,今天,總部位於深圳的中國國家基因庫將正式投入運營。這是繼美國、日本和歐盟之後,全球第四個建成的國家級基因庫,也是目前為止世界最大的基因庫。它是帶著「留存現在、締造未來」的使命誕生的。
國家基因庫裡有什麼?
在基因時代,這樣的未來可期:到醫院看病,只需自己的基因作為「身份證」和病歷;想「返老還童」,保存完好的幹細胞就能輕鬆搞定;憨態可掬的大熊貓不再稀奇,就在你家庭院裡懶洋洋地打盹;遠古的恐龍、猛獁象不只活在特效裡,它們在博物館奇妙之夜真實復活……
通向這樣的未來,需要一些堅實的「磚石」——生物樣本和數據。這正是我國唯一一座國家基因庫的定位:有效保護、開發、利用遺傳資源,提高我國生命科學研究和生物產業發展水平,維護國家生物信息安全,助力全球生命科學發展。
2011年,國家發改委等4部委批覆同意深圳依託華大基因研究院組建國家基因庫。
△深圳國家基因庫主體工程已建成(俯瞰圖)
國家基因庫位於深圳市大鵬新區觀音山腳下,一期佔地面積4.75萬平方米。從外形上看成臺階形,外形參照哈尼梯田設計而成。這個外觀仿若巨大梯田的建築非常具有標誌性,面朝大海,三面環山,與外界相對獨立,每一層建築都倚著山體的自然坡度建設,與自然融為一體。基因庫有山體結構的支撐,穩固性非常好,可以擺放一些較重的設備。
走進建在層層梯田之上、室內綠意盎然的建築,從一層上三層,依次會看到龐大的高通量基因測序房、超級計算房以及冷凍資源房。
△國家基因庫的150臺基因測序儀
△冷庫
國家基因庫核心:「三庫兩平臺」
「三庫兩平臺」,是國家基因庫主任梅永紅描述基因庫內容時使用頻次最高的一個概念。
據梅永紅介紹,與美國、歐盟、日本其他三大世界級的基因庫不同,中國國家基因庫不僅僅是資料庫,而是國際上現有的各類生物樣本庫、資料庫、生物多樣性庫、疾病庫等的綜合升級版。
除了「幹庫」(即基因、蛋白、分子、影像等多組學生物信息資料庫)、「溼庫」(多樣性生物樣本和物種遺傳資源庫)之外,國家基因庫還引入了「活庫」,即生物活體庫,包括動物資源、植物資源、微生物資源和海洋資源等。
不妨把它想像成這樣一個載體:它是人類博物館、植物園、動物園、海洋館、微生物館的集合,這裡存儲的將不僅是一個個標本原型和實物,還有一粒種子、一個細胞、一管血液、一口唾沫、一段脫氧核糖核酸、一條數據……
△8月10日,國家基因庫細胞存儲平臺中級實驗師鄭東敏將人源組織細胞樣本經過培養,放入零下196攝氏度的液氮當中保存。
「兩平臺」指的是數位化平臺和合成與編輯平臺。「三庫兩平臺」的建設,最終為的是解決生命數據的「存、讀、懂、寫、用」5個作用。
「通俗地說,就是我們要把全球的生物資源都收集起來,用測序儀讀取萬物的遺傳數據,用超級計算機算出結果,用合成與編輯平臺寫出生命代碼,最後用來為人類服務。」梅永紅說。
國家基因庫像我們的「生命銀行」
「高大上」的國家基因庫看似很遙遠,但其實跟每個人都息息相關。華大基因董事長汪建說,每個人一生中所有關鍵階段的標本都應該永久保存起來:從出生時的幹細胞,到20歲時的免疫細胞,到30歲時的生殖細胞……而國家基因庫,就是儲存這些樣本和數據的地方,像我們的「生命銀行」。
「這類似於在人生的不同階段給自己拍照片,如果我們不拍,那就永遠拍不到了。」汪建說,「老照片只能拿來做留念,但是我們在不同階段存進『生命銀行』的年輕樣本,卻是在我們越老的時候越有用,甚至可能在關鍵時刻救命。」
存儲這些數據到底有什麼作用?從數年前開始,汪建就開始有意識地存儲自己的健康數據。這樣做的結果是,他對自己身體變化狀況了如指掌,並且根據這些數據設計自己的飲食、運動和生活節奏,「對抗」衰老。他說,隨著國家基因庫存儲容量的增加,未來將會有更多人可以儲存和掌握自己的健康數據,過上更健康的生活。
△工作人員在國家基因庫操作基因測序儀測序
除了對個人,國家基因庫對保護生物多樣性也有重要意義。目前,保護人類生存環境,保護物種的多樣性已刻不容緩。汪建說,對瀕危的生命物種,我們需要儘快地將這些資源存儲起來,向子孫後代做一個交代。
生命的「國庫」,開放的平臺
人類越來越認識到基因資源以及保護地球生物多樣性的重要。國際上,挪威斯瓦爾巴全球種子庫、美國自然歷史博物館、英國生物樣本庫等應運而生,尤其是美國、歐洲、日本先後建立了大型基因資料庫,這三大庫裡的生物信息數據幾乎涵蓋所有已知的脫氧核糖核酸、核糖核酸和蛋白質數據。
國家基因庫執行主任徐訊說:「中國亟須這樣一個平臺,從國家層面對具有中國特色的生物樣本和基因數據進行有效保存、管理和合理利用。」
「基因庫是生命科學的『國庫』,比銀行的金庫還要寶貴。」梅永紅說,農耕時代的核心資源是耕地,工業時代是能源,而生命科學時代則是基因。基因資源目前已成為重要的國家戰略資源,如精準醫學很大程度上依賴對基因解讀的結果。「未來精準醫學方面的發展和競爭,一定程度上是基因資源的獲得與解析」。
目前,國家基因庫已與國外多個國家級自然歷史博物館、挪威世界末日種子庫等機構建立合作,正式運營以後,也將與國際DNA資料庫三方組織一樣開放數據共享平臺。
△9月20日,一名工作人員打開國家基因庫零下4攝氏度冷庫的門。
什麼是基因?
地球上幾乎每個生命都有DNA,未摺疊的DNA有6英尺長(約1.82米),比頭髮絲還要細30000倍。帶有蛋白質編碼的DNA片段稱為基因。
什麼是基因組?一個生命個體中所有DNA遺傳物質的集合稱為基因組。計算機語言為二進位,而生命是一種四進位語言,基因組就用A、T、C、G這4個符號控制了20000多個蛋白質,因為這些蛋白質的正常「工作」,我們才能夠自由呼吸、運動、思考。
基因組中2%的基因負責編碼蛋白質,30%的基因調控這個過程,基因組造就出地球上最複雜和高等的人類,基因突變讓你我彼此不同,比如喝酒臉紅的人易患肝癌,這是ALDH2基因突變惹的禍。
我們每個人的基因,一半來自於母親,另一半來自於父親,通過基因研究,我們可以追根溯源,探索生命的起源。
DNA司法鑑定,基因鑑定讓罪犯無處可逃,你與他人之間基因差異不到1%,這僅有的1%基因差異,造就了你我的獨一無二。
監製/唐怡 主編/王興棟
編輯/郭爽
©央視新聞