“人類基因組計劃”與“曼哈頓原子彈計劃”“阿波羅登月計劃”并稱為自然科學(xué)史上的“三大計劃”。繼人類基因組計劃之后,生命科學(xué)領(lǐng)域又迎來一件大事——地球生物基因組計劃(Earth BioGenome Project,EBP)即將啟動,目標(biāo)是破譯地球上所有生命的基因組。這一具有歷史意義的項目吸引了全球科學(xué)家的關(guān)注。
據(jù)EBP項目組成員介紹,整個項目大約需要40億美元的投入,相當(dāng)于兩架轟炸機的價格,1萬個美國總統(tǒng)的年薪,也與人類基因組計劃的投入相當(dāng)(人類基因組計劃耗時13年,測序一個人的基因組花費約30億美元)。項目組的科學(xué)家們表示,如果獲得資金支持,該計劃有望在10年內(nèi)完成。
從兩年前提出“測序所有地球生命”的愿景,到BioGenomics2017大會上提出EBP的綱要,這一項目已徹底點燃生物學(xué)家們的熱情,將極大推動所有真核生物的研究——包括所有植物、動物、真菌以及如阿米巴蟲之類的單細(xì)胞生物。
EBP項目將首先集中完成約9 330個真核生物科級別代表性物種的基因組,從而獲得與人類參考基因組相當(dāng)或比人類參考基因組更好的參考基因組。接著,在14萬至20萬個真核生物屬中,對來自每個屬的一個物種進(jìn)行基因組草圖繪制。最后,對剩下的150萬個已知的真核生物物種的基因組進(jìn)行低覆蓋測序。這些精細(xì)度不同的基因組之間還能通過比較分析或進(jìn)一步測序,幫助科學(xué)家獲知更多的信息。
EBP計劃的意義重大。據(jù)工作組成員介紹,這是第一個真正意義上的全球大型基因組測序項目,能讓世界上數(shù)千名科學(xué)家和數(shù)百萬民眾參與,所產(chǎn)出的數(shù)據(jù)超過1EB(相當(dāng)于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(chuàng)立,革新人們對生物學(xué)的理解,并有望極大改善物種保護(hù)工作,為農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)創(chuàng)造新的基因資源。
雖然EBP項目的落地還存在一些尚待解決的問題,但類似的國際合作項目已有成功的先例。隨著基因科技的飛速發(fā)展,科學(xué)家們已經(jīng)破譯了許多地球物種,并組建國際級合作小組,發(fā)起覆蓋海、陸、空物種的多項計劃。如同樣致力于生物多樣性保護(hù)的華大基因與史密森學(xué)會已經(jīng)共同維護(hù)和推動了多項國際合作項目——旨在構(gòu)建約10 500種現(xiàn)存鳥類的基因組圖譜,實現(xiàn)對鳥類生命之樹的數(shù)字化重建,并解碼遺傳變異和表型差異之間聯(lián)系的B10K項目;旨在完成10 000個脊椎動物的基因組,并通過這些脊椎動物的遺傳多態(tài)性,為生命科學(xué)以及全球生物保護(hù)提供強有力幫助的G10K項目;旨在對1 000種昆蟲的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行研究,揭開昆蟲演化之謎的1KITE項目等。
EBP項目的提出將有助于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(jìn)物種研究工作有序而高效地進(jìn)行,進(jìn)而幫助人們?nèi)媪私獾厍蛏莼膴W秘。(據(jù)新浪網(wǎng))
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2017年5期