劉傳書/科技日報
2018-04-25 08:10
「第一個真正的全球範圍的基因組測序項目，能讓世界上數千名科學家和數百萬民眾參與，所產出的數據超過1EB（相當於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立，革新我們對生物學的理解，有望極大改善物種保護工作，並為農業、醫藥和生態系統服務提供新的基因資源。」
4月24日，《美國科學院院刊》正式發布「地球生物基因組計劃」（EBP）科研展望文章。華大基因是該項目的發起單位之一，他們稱，這是繼人類基因組計劃之後，生命科學領域又一件大事，堪稱生物「登月計劃」。
華大聯合創始人、華大基因理事長楊煥明，華大執行長、華大生命科學研究院院長徐訊，深圳國家基因庫副主任張國捷均參與其中。徐訊表示，這一具有裡程碑式意義的項目將幫助我們全面了解地球生命演化的奧秘。
將免費公開共享數據徐訊介紹，地球上生存著1000萬至1500萬種真核生物以及數萬億種原核生物，但實際上已經被人類認識的只有約230萬種，完成基因組測序不到1.5萬種，而且其中大部分是微生物，相對複雜的高等動植物只有約1000個物種的基因組被破譯。人類通過對這極小一部分地球生命的認知，已在農業、醫藥、生物產業以及瀕危物種保護方面取得了巨大的進步。
因此，科學家大膽提出EBP項目，計劃在未來10年對所有已知真核物種的基因組進行破譯，並利用基因組學技術來幫助發現目前科學界未知的剩餘80％至90％的物種，以完整地覆蓋地球上的所有物種。徐訊表示，根據項目計劃，科學家將對所有真核生物的基因組內容進行全面編目，並免費公開共享數據，作為未來科學發現的永久基礎。
樣本採集面臨挑戰徐訊介紹，由於EBP項目面臨許多挑戰，需要全球協作；需要基於新的樣品存儲標準，對全球物種資源做更精細和深入的調查和收集；龐大的數據量和運算量將極大地挑戰IT存儲和運算技術；需要更多的專業人力投入到整個計劃的各個階段，從樣品收集到數據分析，需要培養大量的新一代專業人才等等。
其中一個主要的挑戰就是樣本採集，EBP項目需要制定收集憑證樣本的全球戰略，並使這些憑證樣本能被充分保存，以便生產高質量的基因組序列。地球生物多樣性的分布特性以及世界偏遠地區存在的生物多樣性熱點，如亞馬遜盆地或婆羅洲，將使許多生物體的收集成為一個明顯的挑戰。
經費需求低於人類基因組計劃雖然面臨著諸多挑戰，但科學家對於EBP項目充滿信心。研究者們完成該項目的信心來源之一，是不斷下降的測序成本與不斷進步的測序技術。徐訊介紹，人類基因組計劃之後，個人全基因組測序成本不斷降低，由最初的30億美元下降到現在的600美元，甚至可能更低。作為全球領先的基因組學研發中心，華大已相繼推出了多款自主研發的測序系統，將運用這一優勢，助力EBP項目的實施。
該項目總計劃經費需要47億美元，按照現在的經濟購買力計算，比當年人類基因組計劃的花費還要低。人類基因組計劃的投入，已經將整個行業建立起來，產生了近1萬億美元的經濟效益。
徐訊表示，EBP項目將提供新的視角、認知及資源，讓人們更好地應對主要由於人類活動和氣候變化造成的生物多樣性和棲息地變化的威脅。
（原標題 華大基因發起 全球數千名科學家參與生物「登月計劃」十年破譯已知真核物種基因組）
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