人類基因組計劃後,華大基因又發起了一項更宏偉的項目

2020-12-05 界面新聞

文|周夢亞

剛宣布將測序儀交由「代工巨頭」富士康生產，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注。繼人類基因組計劃之後，生命科學領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項目組聯合發起了「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(Earth BioGenome Project, EBP)即將啟動，目標是破譯地球上所有生命的基因組。

在美國斯密森尼生物多樣性基因組學項目組與中國華大基因公司近日聯合主辦的生物基因組學會議（BioGenomics2017）閉幕論壇上，加州大學戴維斯分校基因組學家哈瑞斯·萊文等人和華大基因生物學家張國捷等組成的科研團隊聯合倡議，全球科學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行測序。這一具有歷史意義的項目吸引了全球科學家的關注。

EBP項目組成員由多國科學家組成，作為該項目的發起單位之一，華大基因理事長楊煥明院士與華大基因張國捷參與其中。華大基因關注生物多樣性研究，通過基因科技已解碼眾多地球物種，發起國際合作深入科學研究，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《科學》雜誌報導，EBP計劃大約兩年前第一次提出，將著重對包括所有植物、動物和單細胞生物在內的真核生物群體進行測序。人類基因組計劃耗時13年，花費約30億美元完成人類基因組測序，而該項目得益於測序技術的進步和成本的下降，初步預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。項目組的科學家們表示，如果獲得這樣的資金支持，該計劃有望在10年內完成。

現有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(eukaryotic family)的基因組，從而獲得與人類參考基因組相當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(eukaryotic genera)中，對來自每個屬的一個物種進行基因組草圖繪製。最後，對剩下的150萬個已知的真核生物物種(eukaryotic species)的基因組進行低覆蓋測序。這些精細度不同的基因組之間還能通過比較分析或進一步測序，幫助人們獲知更多的信息。

EBP已經取得良好開端，好幾個測序項目已經啟動，包括為1萬種脊椎動物進行基因組測序的基因組10K項目、破譯5000種節肢動物基因組的i5K項目、為1萬多種禽類物種測序基因組的B10K項目等。「我們就是要把EBP打造成『戰鬥機中的戰鬥機』。」項目倡議人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，能讓世界上數千名科學家和數百萬民眾參與，所產出的超大數據超過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，革新人們對生物學的理解，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創造新的基因資源。

同時，他們也表示目前EBP項目仍面臨重大挑戰：一是因生物多樣性問題，只有更多發展中國家參與並開展更加國際化的合作，該項目才能最終成型；二是制定高質量測序和保存有機體樣本的標準，其中因現有博物館動植物樣品的保存方式不符合要求，或需要大量的野外採集樣品，這可能耗費很大成本。

但基於目前技術的升級和成本下降，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800美元，甚至可能更低。作為全球最大的基因組學研發中心，華大基因已於2015-2016年相繼推出了多款自主研發的測序系統，目前已具備量產測序儀的實力，也將運用這一優勢，助力EBP項目的實施。

EBP項目的提出，有助於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，促進物種研究工作有序而高效地進行，幫助人們全面了解地球生命演化的奧秘，推動物種保護工作的開展。

（完）

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