盤點國家基因庫2019|韶光不負,未來可期

        隨著2019劃上句號，本世紀第三個十年開啟。在各大期刊和媒體的盤點中，過去這一年，生命科學突破不斷、成就滿滿。這離不開科研人員的攻艱克難，也離不開資源平臺的鼎力支撐。

這一年，國家基因庫繼續開放平臺、共享資源，以「存、讀、寫」，促研、學、產，為我國生命科技探索保駕護航。辭舊迎新之際，讓我們回首來路，盤一盤國庫這一年的成長、收穫與成果。

▲圖：國家基因庫

  一、寄望新年，載夢前行

國家基因庫主任王韌新年寄語：

2019年，在深圳國家基因庫理事會的指導下，國家基因庫在支撐生命科學研究與生物行業發展方面發揮了重要作用，不斷提升了國庫基礎設施能力和科技水平，進一步拓展了對外開放共享和支撐服務。

2020年，國家基因庫將繼續發揮公益性、開放性、支撐性和引領性，積極響應「十三五」號召，推動核心技術創新突破，以支撐科研、賦能產業為己任，提高支撐服務水平，深化開放共享，為我國的生命科技發展及粵港澳大灣區建設發揮作用。

  二、與時俱進，鑄造高地

為鑄造中國生命科技戰略新高地

這一年，國庫實力再度刷新：

千萬級樣本存儲能力

88PB數據存儲能力

691萬億次/秒計算能力

24Pb/年數據產出能力

千萬鹼基/年高效合成能力

在此基礎上，支撐大量科研成果發表

自運營以來，被SCI收錄的文章累計達409篇

2019新增193篇，含26篇CNNS

積極參與國際、國內相關標準制定

已發布實施的達31項，2019新增7項

包含我國生物樣本庫建設領域首項國標

生命大數據平臺（CNGBdb）

歸檔數據總量逾1.5PB

對外共享生物樣本信息47.7萬份

服務的用戶來自237家機構

支撐百餘篇論文發表於60多家國際期刊

（註：數據統計截至2019年12月31日）

  三、前沿部署，自主自強

數字的穩步增長，源於技術根基的不斷夯實。國庫堅持超前部署和創新引領，以前沿的技術應用平臺、自主可控的核心工具，持續提升支撐服務水平：

在建設生命科學數據匯交標準體系的同時，國家基因庫生命大數據平臺（CNGBdb,db.cngb.org）結合知識圖譜、自然語言處理等技術推出AI搜尋引擎，並將基於多項安全技術將自身打造成「生命科學可信共享平臺」，建設安全可靠的數據共享環境。

▲圖：國家基因庫生命大數據平臺（CNGBdb）

這一年，國庫搭建了先進的單細胞測序平臺，實現了千萬級單細胞產出能力，助力打破對國外設備和技術的依賴，同時為單細胞領域的基礎研究和醫學研究提供了強有力的技術支撐。

國庫引入了精準基因組測序技術，可從頭組裝二倍體染色體，將基因組測序真正帶入「全高清」時代，提供更加全面、準確的遺傳信息。

面對複雜多變的外部形勢，國庫大規模部署國產化測序設施，並與國內合作夥伴攜手完成基於國產自研晶片的WGS生信分析流程部署。核心工具自主可控，將大幅加強國庫抵禦外部不可控風險的能力。

  四、支撐項目，全面發力

在「一帶一路」和粵港澳大灣區發展倡議的指導下，國庫以資源、數據為能源，以技術、設施為引擎，在未來農業、醫療健康、生物多樣性、合成生物學等多個領域發力，為國際大型、國家級、省級重大科研項目輸送動力。

1. 農業：促進精準育種，助力害蟲防控

百業農為本，民以食為天。在國庫的平臺支持下，科研人員對種質資源或相關害蟲的遺傳信息進行讀取、挖掘和組學研究，為改良作物品種、防控病蟲害、提高作物產量和質量、改善相關區域的民生貢獻力量。

1）鷹嘴豆重測序項目:

與國際半乾旱熱帶作物研究所（ICRISAT）等機構合作，已完成9000株不同鷹嘴豆品種的全基因組重測序，對培育高產、抗逆品種，提升發展中國家農業生產力具有重要意義。

2）草地貪夜蛾參考基因組構建

支撐完成全球首個草地貪夜蛾高質量染色體級別基因組的構建，為精準防控該外來入侵害蟲提供了極具價值的科學依據。基因組數據已通過CNGBdb面向全球科學家公開。

3）「大豆回家」公益專項計劃

已完成3500份野生大豆的種質資源數位化，啟動600個種質資源雜交組合的測序與分析，助力全球科學家培育適應環境變化和人口增長的新作物。

2. 醫療健康：助推精準醫療發展，促進傳統醫藥現代化

組學大數據是精準醫療的基石。國庫以強大的平臺實力支撐醫學和藥物領域的多組學研究，建設相關數據資源的共享平臺，促進國際、國內精準醫療事業發展。

1）單細胞大數據腦科學研究項目

該項目利用單細胞多組學測序技術，繪製非人靈長類動物的腦部基因圖譜，並建立可供外部訪問的資料庫。已完成累計約40萬食蟹猴單細胞轉錄組和表觀組學數據的產出。

2）大型自然人群隊列示範研究

國庫支撐這一由中國醫學院牽頭的國家重點研發計劃，為人群隊列項目建設提供規範化、本土化指導依據，促進高質量樣本資源採集和利用。已發布團體標準1項，參與編撰專著1部，獲軟體著作權1項。

3）萬種藥用植物資料庫（10KMP）

與廣西藥用植物園合作搭建，現已錄入近千種藥用植物的組學數據。將助推藥用植物向有效成分明確、療效可靠、質量穩定的中藥新藥方向轉變，輔助新藥設計。

3. 生物多樣性保育：進行遺傳資源數位化，推動生物多樣性保育

作為「現代諾亞方舟」，國庫在保藏生物遺傳資源的同時，聯合國內外多個科研機構，以數位化的方式，對生物的遺傳信息進行永久保存和系統挖掘，以「基因科技+大數據」的力量，推動生物多樣性保育。

1）反芻動物基因組計劃

該項目由西北工業大學等單位牽頭，開拓了研究重大生命現象的新途徑，項目成果「反芻動物基因組進化及其對人類健康的啟示」入選2019年度「中國生命科學十大進展」。於2019年6月在頂級學術期刊《科學》上以封面文章形式發表了系列研究成果。

2）瑞麗珍稀植物園數位化項目

國庫與雲南德宏州瑞麗市林業局共同開展，對園中採集的761份植物樣本進行高深度測序，完成世界首個生態型植物園基因組數位化研究，產出的54TB組學數據在CNGBdb對外開放共享。

3）千種植物轉錄組計劃（1KP）

由全球近200名植物科學家組成的1KP國際聯盟，歷時9年，發布了1,178種植物轉錄組測序成果。基於項目成果搭建的1KP資料庫通過CNGBdb對外開放共享。

4. 合成生物學：基於高通量DNA合成能力，支撐合成生物學前沿探索

合成生物學技術，被譽為繼DNA雙螺旋發現、人類基因組計劃之後的生命科學第三次革命。作為開放共享的合成生物學技術支撐與創新平臺，國庫為該領域的前沿探索及技術應用提供重要助力。

1）真核微生物基因組的人工設計與合成

該項目為國家重點研發計劃項目—「合成生物學」重點專項，將為揭示真核微生物基因組的設計規律、建立基因組合成新技術奠定基礎，2019年獲批。國庫將為項目提供高通量DNA合成支撐。

2）DNA存儲技術與應用開發

該項目為深圳合成生物學創新研究院專項項目，為推動DNA存儲技術發展、開發潛在的基於DNA存儲的加密解密技術提供技術基礎及支撐，為基因信息存儲注入新概念。國庫為項目提供DNA合成和軟體開發支撐。

5. 倫理與合規：參與國家重點項目，推進指南、綱領建設

科學技術是一柄雙刃劍，其發展與應用需要倫理、法規的指引與約束。為引領科研與產業的健康、長足發展，國庫參與多個國家級重點項目，與多個參與單位協作，針對合成生物學、生物樣本資源等進行倫理研究、公眾教育，為制定完善配套的倫理指南和治理綱領貢獻力量。

1）《合成生物學倫理、政策法規框架研究》

該項目隸屬於科技部2018年「合成生物學」重點專項，將推動成立國家級合成生物學倫理指導委員會和國家級科普教育基地，為合成生物學國家重點研發計劃的持續實施提供倫理論證、政策建議，並聯合國際組織共同發布《合成生物學倫理宣言》。國庫主要參與子課題四：合成生物科技政策、科學傳播、公眾參與的系統平臺構建。

2）《大數據時代生物樣本庫的哲學研究》

該項目為2019年度國家社會科學基金重大項目，國庫負責整理、分析生物樣本庫基本概況及管理現狀，以及生物樣本庫在樣本和數據開放共享方面的倫理、法律、管理問題，並形成工作指南。

「資源、平臺，創新不止；開放、共享，腳步不停。」這是國庫人對過往的總結，也是對未來的決心。

2020，萬象更新，使命依舊。生命科學前沿依然風起雲湧、百舸爭流，國家基因庫也將繼續明燈引航、勁風助帆。

關於國家基因庫：

2011年，深圳國家基因庫（China National GeneBank，CNGB）由國家發展改革委員會、財政部、工業和信息化部、衛生健康委員會（原衛生部）四部委批覆建設，並在以國家發展改革委員會和深圳市政府為聯合理事長單位的理事會指導下，由深圳華大生命科學研究院（原深圳華大基因研究院）承建。

深圳國家基因庫是世界領先的國家級綜合性基因庫，具備遺傳資源的「存、讀、寫」能力，即存儲生物資源和基因數據、對遺傳信息進行讀取及合成運用，並以此為基礎搭建起挖掘基因資源，支撐生命科學研究與生物產業創新發展的公益性、開放性、引領性、戰略性科技平臺。

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責任編輯：kj005

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