基因测序迎来生物“登月计划” ——地球生物基因组计划正式对外发布

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楼主 2018-11-08 12:57:59
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日前,《美国科学院院刊》(PNAS)正式发布“地球生物基因组计划”(Earth BioGenome Project,简称“EBP”)的科研展望文章。文章指出,来自美国、英国、中国以及巴西等机构共同参与的EBP项目计划在未来10年对所有已知真核物种的基因组进行破译,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。EBP项目是继人类基因组计划之后,生命科学领域又一件大事,目标是破译地球上所有真核生物的基因组,是第一个真正的全球范围的基因组测序项目,具有里程碑式意义。项目所产出的数据超过1EB(相当于1亿部高清电影,播放2.3万年),将推动全新计算算法、分析方法和模型的创立,革新我们对生物学的理解,有望极大改善物种保护工作,并为农业、医药和生态系统服务提供新的基因资源。

当前,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,完成基因组测序不到15000种,而且其中大部分是微生物,相对复杂的高等动植物只有约1千个物种的基因组被破译。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。

科学家警示,全球范围的生态崩溃有可能会发生,地球已经处于第6次物种大灭绝之中。在1970-2012年的42年期间,脊椎动物种群数量下降58%。按照这种趋势发展下去的话,到了2050年,50%的现存物种可能会从地球上消失。因此,陆地、海洋、淡水、沙漠和农业生态系统的保护和保存已成为全球人类生存和繁荣的当务之急。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,作为未来科学发现的永久基础,将推动人类在理解、利用和保护生物多样性方面迈上新的起点。

同时,文章还指出,EBP项目涉及范围相当大,需要基于新的样品存储标准,对全球物种资源做更精细和深入的调查和收集;庞大的数据量和运算量将极大地挑战IT存储和运算技术;需要更多的专业人力投入到整个计划的各个阶段,从样品收集到数据分析,需要培养大量的新一代专业人才等等。

虽然面临着诸多挑战,但随着不断下降的测序成本与不断进步的测序技术以及参照人类基因组计划带来的影响,科学家们还是对EBP项目充满信心。该项目将彻底改变人类对地球上生命的科学认识,并提供新的视角、认知及资源,让人们更好地应对主要由于人类活动和气候变化造成的生物多样性和栖息地变化的威胁。地球生物多样性的基础知识还可能带来新的食物来源、革命性的生物启发性材料以及治疗人类、动物和植物疾病等领域的创新成果。 

                                                                                                             

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