10年破译全球真核生物基因

来源:大洋网—广州日报| 2018-04-25 08:17:43| 作者:鲍文娟

  广州日报讯 (全媒体记者鲍文娟 通讯员龚碧婧、邝思燕)人类向未知世界的探索又将迈进一步。昨日,《美国科学院院刊》(PNAS)正式发布“地球生物基因组计划”(简称“EBP”)的科研展望文章,提出计划未来10年破译地球上所有的真核生物。

  作为该项目的发起单位之一,华大集团也参与其中,牵头其中的万种植物基因组计划,并为整个EBP计划提供基因检测及测序平台。该计划预计将耗费47亿美元,有助于帮助人类全面了解地球生命演化的奥秘,极大地推动物种保护工作的开展。

  揭秘未被认知的千万种真核生物

  EBP项目被认为是继人类基因组计划之后生命科学领域又一具有里程碑意义的项目,目标是在未来10年里,破译地球上所有真核生物的基因组,并利用基因组学技术来帮助发现目前科学界未知的剩余80%至90%的物种。据介绍,地球上生存着1000万至1500万种真核生物以及数万亿种原核生物,但实际上已经被人类认识的只有约230万种,相对复杂的高等动植物只有约1000个物种的基因组被破译。

  目前人类通过对这极小一部分地球生命的认知,已在农业、医药、生物产业以及濒危物种保护方面取得了巨大的进步。

  EBP项目总计划经费需要47亿美元。据介绍,这是第一个真正的全球范围的基因组测序项目,所产出的数据将超过1EB,相当于1亿部高清电影,播放2.3万年。根据项目计划,科学家将对所有真核生物的基因组内容进行全面编目,并免费公开共享数据。

  记者了解到,协作组成员由多国科学家组成,华大联合创始人、华大基因理事长杨焕明,华大首席执行官、华大生命科学研究院院长徐讯,深圳国家基因库副主任张国捷均参与其中。而在目前已进行的高等动植物基因组学研究中,有一半以上的物种华大均参与其中。

  华大将为计划提供测序平台

  记者了解到,华大参与了EBP计划的起草,目前也正在牵头进行EBP计划分支中的万种植物基因组计划。华大生命科学研究院副院长刘心介绍,华大也为整个EBP计划提供基因检测及测序平台,希望将更多资源放到国家基因库平台上开展样本保存、数据解读等工作。

  “未来我们可探索利用某些生物的性状来做污水处理。还可利用基因数据去做环境监控,去判断某些物种是否在数量上及基因的多样性上急剧降低,如果提前预判,就可以对这些物种率先实施保护。”刘心告诉记者。

  据介绍,目前相对复杂的高等动植物只有约1000个物种的基因组被破译。刘心在接受本报全媒体记者采访时介绍,这些物种的基因组多与人类密切相关,这也是目前整个基因组学研究的明显偏好。

  “目前对于人类基因组的研究在不断深入,而对其他物种的研究才刚刚起步。”刘心说,“EBP项目的视角更为广阔,要了解整个地球的生物信息,就需要组成全球共同协作的工作计划,以完整地覆盖地球上的所有物种。”

  对万种植物进行基因组测序

  EBP项目面临的主要挑战之一是样本采集,EBP项目需要制定收集凭证样本的全球战略,并使这些凭证样本能被充分保存,以便生产高质量的基因组序列。地球生物多样性的分布特性以及如亚马逊盆地或婆罗洲等世界偏远地区的生物多样性特点,将使许多生物体的收集成为一个较大的挑战。

  作为EBP项目的重要部分,华大生命科学研究院已联合多位植物学领域权威专家共同启动万种植物基因组计划,计划在五年内通过全球的广泛合作、全面的资源搜集以及系统的科学设计和研究,对1万种植物的基因组进行测序。

  据了解,目前该计划正处于样本收集工作阶段。据悉,地球上现有植物物种30万种,截至目前已发表的植物基因组约在200种左右。中科院院士表示,植物提供了发现基因遗传规则的工具,帮助人类发现能够“跳跃”的基因,了解植物才能更好地了解人类,了解生命科学。

  而不断下降的测序成本与不断进步的测序技术有助于推动该项目的实施完成。据介绍,人类基因组计划之后,个人全基因组测序成本不断降低,由最初的30亿美元下降到现在的600美元,甚至可能更低。刘心表示,华大已于2015-2017年相继推出了多款自主研发的测序系统,目前已具备量产测序仪的实力,也将运用这一优势,助力EBP项目的实施。

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