為何要基因測序?從猩猩得麻風病說起,論哺乳動物基因庫的必要性

2020-11-23 地球小講堂

最近,一項名叫: Zoonomia的生物工程項目論文,正式發表於最頂級的權威學術期刊《自然》上。該項目圍繞著哺乳動物,將展開全面的基因測序、破解DNA基因的遺傳密碼!也是生命科學中,有史以來的最大的一次基因測序工作,他們的目標不僅鎖定了那些瀕臨滅絕的動物的基因,甚至包括了跨越1.1億年,地球上所能獲得的進化物種。

聊起基因、DNA和突變,它就像造物主掌控這個世界的生命密碼本。若用好了,它將是我們破解瀕危物種如何延續繁衍提供科學依據,為保護地球生物多樣化,多上一道安全保險。可它從某種意義上,也是一把雙刃劍,轉基因農作物就是一個讓我們值得深思的話題。就如同這個世界發明了火藥一樣,它既是人類文明的先驅,可也一度是脆弱生命在場面更宏大戰爭中悲壯的催化劑。

而破解DNA突變的最大意義,就如同是我們過去在面對HIV,現在對抗SARS-CoV-2,未來在面臨跨物種的疾病感染風險時,有更大的底氣。

聊起這個話題之前,最值得一提的是,在最近生物學家們披露,他們第一次在西非的森林深處,發現到人類曾經的旁親野生黑猩猩,也感染上了曾是人類獨有的疾病——麻風病。

這種疾病,如今即便是在人類社會中,也幾乎消失的歷史疾病,誰也沒想到會在自然野外的黑猩猩群體中出現。在幾內亞比索的國家公園和象牙海岸的塔伊國家公園中,野外的攝像機所拍到的近照顯示,至少四隻不同的黑猩猩,臉、耳朵、手和腳都有類似人類獲得麻風病症的損傷和畸形。從追蹤到的糞便樣本中,人們更檢測出了引起麻風病的細菌麻風桿菌。

這種,一度被認為只會在人類身上出現的感染病,其實已慢慢確診出它也會感染其他物種,比如人類飼養的其他靈長動物,或與人接觸比較多的野生物種,如松鼠和犰狳。可這是第一次,人們發現在野生獨立種群中發現這樣的疾病。這就留下了一個問題,黑猩猩是如何感染這種疾病的?

哪怕是今天,研究人員仍然不確定感染鏈,雖然他們也懷疑它是來自未知的動物或環境來源。還有其他的問題,比如,黑猩猩棲息地的喪失、人類的偷獵和其他疾病等等。可很不幸的是,他們目前仍然迷惑,這個來源最大可能是什麼。

因為,從猩猩的糞便中的病毒細菌的基因分析,有兩個有趣的特點。首先,兩個不同部位有兩株不同的菌株,說明病症是分別發生的。其次,引起這兩次病症的細菌菌株的基因組,即便在人類中極為罕見,這極有可能表明這次病症,還有很大可能並非直接起源於與人類的接觸。

但也不排除,這種疾病傳到了我們的旁親黑猩猩身上時,病株發生了突變!

通過這個案例來看,Zoonomia 項目真就很有必要性了。通過比較人類基因組和其他哺乳動物的基因組,如今越來越多跨物種的疾病的根源,我們可以確定疾病根源的基因突變。為遺傳學家提供必要的信息,來調查基因疾病的起源,通過回顧進化歷史,識別具有特定結果的突變。

比如,人們在研究SARS-CoV-2的數據集時,利用已測序的基因庫,生物醫學家們甚至可以提前預警和評估不同物種的感染風險,從47種哺乳動物種,一度鎖定了蝙蝠和穿山甲,應該是人們重點關注的對象。

建立在現有研究的基礎上,至少已對200多種哺乳動物的基因完成了初步測序, 但Zoonomia 項目有更大的期待,他們將與全世界28個不同的機構合作收集樣本。他們首先會著重於醫學、生物學和生物多樣性保護方面的興趣。比如到目前為止,他們的基因組樣本,有一半是來自聖地牙哥全球動物園的冷凍動物園。

從這些角度來看,譜寫地球生命中最詳盡的哺乳動物基因密碼本,有著關乎你我的價值,就不知道這樣的項目,是否會得到你的認同呢?

相關焦點

  • 中國建世界級基因庫 基因測序惹關注
    日前我國唯一一個獲批籌建的國家基因庫,也是目前全世界最大的綜合基因庫——深圳國家基因庫也正式啟動運行。國家基因庫的建立可以高效地構建大樣本量的基因組資料庫,結合個體臨床數據進行解讀可以實現基因與疾病和用藥的關聯,幫助臨床為不同個體提供精確醫療。
  • 基因測序9股受益我國首座國家基因庫啟動試運行
    廣東省省委副書記、深圳市委書記馬興瑞,副省長袁寶成,深圳市長許勤出席活動,並參觀了國家基因庫主體建築,聽取了基因庫建設、基因組大科學工程和基因組國家實驗室建設工作思路匯報。  據深圳商報報導,馬興瑞表示,深圳將大力營造更好環境,鼓勵人才優先發展,全力支持包括國家基因庫、華大基因在內的各類企業、機構創新發展,希望華大基因依託國家基因庫建設,加快產學研步伐,打造世界級的研發中心和企業,努力建成具有國際水準和引領作用的生命科學研發中心和生物產業中心,為建設科技強國作貢獻。
  • 【達雅高】香港基因檢測為何如此出眾,有檢測的必要性嗎
    -01-14 06:10:02 來源: 那些情那些事 舉報   無創產前基因檢測要怎麼測優勢體現檢測的必要性
  • 研究:新一代測序技術開闢古基因研究新競技場
    Ust』-Ishim地區發現的距今4.5萬年的股骨,研究人員對人類最古老的基因進行了測序。她學會了如何用複雜的下一代DNA測序技術檢測古老的人體組織樣本。   「後來我回到美國,把這項技術教給了ASU的所有研究生。」她說。這項精準的、有著上百年歷史的微生物測序技術讓她取得了一項驚人的發現:新世界(即南、北美洲及其附近島嶼)的古結核病有可能來自於海洋哺乳動物。   Harkins的經歷和古遺傳學研究領域的開拓者Svante P?覿?覿bo可謂異曲同工。
  • 基因測序揭開答案:基因突變數遠小於其他哺乳動物
    在生物體中,細胞分裂時刻都在發生,細胞分裂時伴隨著DNA的複製,因此也伴隨著基因突變然後對它的基因組進行了測序和組裝,獲取長約27億個鹼基對的基因組(與之相比,人類基因組長約31億個鹼基對)。研究人員還測序了RNA,這有助於找到基因位於基因組中的精確坐標。 該團隊隨後將座頭鯨基因組與其他哺乳動物的基因組進行了比較,包括其他海洋巨頭,如藍鯨、長鬚鯨、和抹香鯨。以期望看到差異及相似之處。
  • 中國首個國家基因庫:私人「基因銀行」進行時
    在開業前夕,新浪科技受邀前往國家基因庫所在地,並實地與國家基因庫執行主任、華大基因研究院院長徐訊進行了交流。為何落地深圳大鵬區?國家基因庫位於深圳市大鵬新區大鵬街道下沙片區禾塘仔,依山傍海,環境優美,佔地面積超過5萬平方米,建築總面積11.6萬平方米。其中I期建築面積4.75萬平方米。
  • 中國國家基因庫將開幕 基因產業望迎進展(附股)
    據21世紀經濟報導9月9日報導,這是中國第一個、全球第四個國家級基因庫。據了解,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,開幕之後也將正式開放數據共享平臺。國家基因庫主任、華大農業集團董事長兼總裁梅永紅介紹,作為國家級平臺,基因庫的公共平臺屬性、功能非常明確,即提供公共產品和公共服務。
  • 猩猩和人類基因重疊,差別只有4%,它們會進化成人麼?
    猩猩和人類基因重疊,差別只有4%,它們會進化成人麼?地球作為現在為止,我們人類在宇宙中所發現的,唯一個有生命存在的星球。這地球上面的一切都是非常的奇妙,因為奇妙才會有生命在上面出現,然後進化發展。其中最被大家所認同的是達爾文的進化論,在他的理論中認為人類的祖先是遠古的一群猿猴。猩猩和人類基因重疊,差別只有4%,它們會進化成人麼?隨著現在科學技術的發展,我們的科學家根據單細胞理論和達爾文的進化論,又做了進一步的研究。他們把很多的單細胞生物的基因都研究一遍,主要是對自然界中的單細胞微生物、動物以及植物的各種基因進行了測序。
  • 全球最大基因庫在深圳開門迎客
    為什麼要建全球最大基因庫  美國、歐盟、日本先後建立了大型基因資料庫,這三大基因資料庫的生物信息數據幾乎涵蓋了所有已知的DNA、RNA和蛋白質數據。華大基因董事長汪建稱,我國每年產出的大量基因數據也存在國際三大資料庫中,如果國內不能保存我國獨特的基因數據,這本身就是一種風險。同時,國家基因庫對保護生物多樣性也有重要意義。
  • 國家為何不建立全民基因庫,發展基因檢索,原因讓人唏噓
    目前很多解救出來的被拐賣兒童,因為年齡小無法說出自己的家庭地址,只能寄養在福利院,在後續很長時間找到雙親,很多孩子可能一輩子都找不到,只能在福利院長大,而且這些孩子因涉及法律問題不能被別的人領養,因此如果建立基因庫,採用基因檢索可以輕鬆找出孩子的一切信息,讓被拐賣兒童迅速找到回家的路。
  • 國家基因庫運營 基因庫已有1000萬份樣本
    國家基因庫運營 基因庫已有1000萬份樣本時間:2016-09-22 19:02   來源:中金網   責任編輯:毛青青 川北在線核心提示:(原標題:中國 國家基因庫開始運營:裡面裝啥 幹啥用) 深圳開始運營的國家基因庫開始運營,現在的中國也將擁有這樣一艘諾亞方舟,就是可以去承載人類及其他生物的遺傳樣本和密碼
  • 中國國家基因庫運營 五千年前猛獁象或可復活
    繼美國國家生物技術信息中心(NCBI)、歐洲生物信息研究所(EBI)、日本DNA資料庫(DDBJ)之後,全球第四個國家級基因庫——位於深圳的國家基因庫於昨日正式運營。它是中國首個,也是唯一一個國家基因庫,相對於全球另外三個基因庫而言,國家基因庫樣品保存的規模、存儲量和可訪問的數據量皆是全球最大。在這裡,經過對基因的解碼到重編,解讀到書寫,合成與編輯等,已經滅絕的物種或可再復活。
  • 神秘麻風病威脅黑猩猩
    麻風病是一種古老的疾病,但人們幾乎不知道它出現的時間和地點,也不知道它究竟是如何傳播的。這種疾病曾折磨著全球數百萬人。但在20世紀80年代,抗生素聯合治療成為標準療法後,其病例銳減,科學研究的興趣也隨之減退。 美國科羅拉多州立大學微生物學家、麻風病專家Charlotte Avanzi說,麻風病研究面臨的困難也讓人們缺乏興趣。
  • 全球最大基因庫在深圳開門迎客,中國的「生命」奇蹟!
    這裡有一座狀似哈尼梯田的建築依山面海而建,這就是目前世界最大的基因庫。9月22日,國家基因庫開門迎客的當日,來自國內外政界、產業界以及媒體界的人士聚集於此。人們欣賞著別致建築,也在探尋,如此大庫究竟何用?
  • 神秘麻風病,正在威脅黑猩猩
    這兩個物種都有相同的被稱為3I的細菌基因型,這種基因型被認為與中世紀歐洲人類感染有關。但在這兩起病例中,病原體似乎都是從人傳染給動物的。科學家還報告了圈養動物(包括黑猩猩)中孤立的麻風病病例。但野生黑猩猩的情況卻截然不同。
  • 基因庫為抗疫提供基礎支撐
    深圳國家基因庫的梯田設計可不僅僅是為了美觀,更重要的是出於實際用途考慮。這裡存儲著珍貴的基因資源,建築1~5層都是實地,承重能力強且安全係數高。  隨著層層迭進,再往上走依次會看到龐大的高通量基因測序房、超級計算房以及樣本資源房。每到一處,解說老師均手持平板電腦以圖片的形式讓孩子們了解基因科學的相關重點知識。
  • AI+基因測序 疫情中的「救命良方」?
    雖然在過去的十幾年裡,基因測序的成本一降再降,從2007年繪製第一個中國人基因組的300萬美元滑落至500美元,但是疫情之下,與其他確診手段比起來,基因測序的成本之高和周期之長仍然十分突出。既然如此,雲計算和人工智慧又該如何驅動生物科技的變革?
  • 「我的基因我知道,我的健康我做主」——走進國家基因庫,感受基因...
    深圳國家基因庫那麼人類通過對基因的進一步研究,基因是如何被測序的呢?探究這些生命密碼將會對人體、生物種群等產生什麼樣的影響呢?基因工程與我們的現代生活有什麼密切相關的呢?帶著眾多的疑問和不解,我們走進了國家基因庫,去了解基因這神秘的生命密碼。
  • 國家基因庫的現狀,如何實現成果轉化?
    而我國生命科學和生物產業雖發展迅速,但大量的生物樣本和基因數據的收集,保存、分類管理以及應用尚不規範,因此,需要建立技術領先、標準規範、共享服務、安全可靠的國家級基因庫。深圳國家基因庫是我國推動生物產業發展和基因技術研究的重大科技基礎設施,著眼於為本國生命科學研究和生物產業發展提供基礎性和公益性服務平臺,儲存和管理我國特有的遺傳資源、生物信息和基因數據,是具有國家水平、服務國家戰略需求的公益性創新科研和產業基礎項目。作為中國第一個國家級基因庫,截止目前已累計處理了近300萬份生物樣本。
  • 中科院專家解讀基因測序行業
    達安基因試圖將ION Proton國產化然後報批,華大也打算以CG和Ion Proton的「國產化」來報批。  從學術角度,這些合資企業的測序儀可以被描述成自主智慧財產權,但其實還是來自國外,海外產品在蠶食國內市場。我一直持有這種觀點,國內要想進一步發展,還是要自己形成測序技術和測序原理,自主開發、自主應用。