Science新闻:中美科学家提出迄今为止最大基因组项目

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2017年3月6日 来源:生物通

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  这项被称为地球生物基因组计划(EBP),暂时还没有确定具体的项目资金,预计将至少花费几十亿美金。于两年前提出EBP的创始人之一,加州戴维斯分校的进化基因学家Harris Lewin表示,这项巨大而大胆的计划首先会面向真核生物,包括所有的植物、动物种群和单细胞生物。

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生物通报道:自从有了基因测序技术,人类就义无反顾地投入了其浩瀚无边的数据海洋。例如英国的生物库就声称即将破解50万个人的基因组,冰岛的研究机构称要开展所有冰岛人的基因组调研工作。近日在深圳召开的,由美国史密森促进会的生物多样性基因组学研究小组和中国华大基因测序 (华大基因)共同举办的会议上,暨BioGenomics2017,宣称将逐步测序地球上的一切生物。

这项被称为地球生物基因组计划(EBP),暂时还没有确定具体的项目资金,预计将至少花费几十亿美金。于两年前提出EBP的创始人之一,加州戴维斯分校的进化基因学家Harris Lewin表示,这项巨大而大胆的计划首先会面向真核生物,包括所有的植物、动物种群和单细胞生物。

在BioGenomics2017会议上,加州圣地亚哥动物园保护研究所的生物学家Oliver Ryder非常认同EBP的理念。他说,如果我们真的想了解生命是如何进化的,从基因组生物学入手将会是很好的切入点。像Ryder一样,还有很多研究者将EBP和人类基因组计划(HGP)比较,在初始阶段,他们都是极富野心并且饱受大众的质疑和争议,而且从技术上也无法完成。然而,启动HGP后不仅成功绘制了第一套人类基因组图谱,还造就了无数医学前沿中心以及价值200亿美元的测序产业的基础。Lewin说,我们已经从HGP中吸取了经验,测序技术是生物学上的一大进步。

关于EBP的许多细节仍在紧锣密鼓的制定中。EBP的共同组织者之一,Gene Robinson,同时也是一位来自伊利诺伊香槟分校遗传生物学机构的行为基因组学家,说到:正如当前所提出的,第一步,将详细测定大约9000个真核科中代表成员的DNA图谱,第二步,在15万到20万个属中各选出一个物种,以相对较松的要求进行测序,最后,EBP参与者们将获得剩余的150万真核物种的大致基因组图谱。接下来,通过家族比对或多次测序等方法,最终得到的这些低分辨率的基因组会被进一步的精细化。

据Lewin, Robinson和另一位EBP组织者,来自史密森尼国家自然历史博物馆自然历史分馆的进化生物学家John Kress的估计,整个真核生物测序费用约等于第一张人类基因组的测序代价。当年花费了27亿美元用于读取和处理组成人类基因组的30亿碱基,相当于如今的48亿美元。在获取了相当数量的资金支持后,EBP真核测序工作预计可能将在十几年后完成。

如此乐观的估计来源于DNA测序成本的不断下降,一位来自HGP的创新领导者Complete Genomics公司的会议主办者说,一年内,他的公司可以以100美金一个真核基因组的价格将所有真核生物大致的序列测序出来,并且通过不断改进测序技术以合理的价格提高基因组测序的精确度。

Lewin称“获取地球上的一切有生命的物质的遗传密码,很明显,绝不是一句空话。”

尽管高达数十亿美元的科研价码,让许多并非研究人类、物质的基础、或者宇宙奥秘的研究者觉得并不公平,但EBP已经先行一步,这得益于几个同样野心勃勃的测序团体,他们是“1万个基因组项目”,旨在从每一个属挑选一个物种总计1万个脊椎动物的基因组序列;“i5K项目”,目标5000个节肢动物;以及“B10K项目”,预计将产生10500个鸟类物种的基因组。EBP将会帮助协调,汇编,甚至资助这些项目。Lewin表示,EBP的理念是为了共同目标,团结一切可以团结力量。

除了小型测序团体,EBP还得到了基因组学领域内各大巨头机构的支持。例如,中国的华大基因和英国的威康信托会桑格研究所。相比项目经费,对EBP来说还有更重大的挑战。尽管来自巴西、中国和英国的研究人员表示,他们的国家都渴望参与到项目中来,有20人强调了国际化操作,他们指出通过发展中国家,尤其是那些具有高生物多样性的地区的参与,方能够帮助项目达到最终的目的。他们提出EBP能够帮助开发这些地区的测序和其他相关技术人才的专业技能。哥本哈根丹麦自然历史博物馆的进化生物学家说:以世界各地的博物馆和生物库中的标本为依据,正在编纂的全球基因组多样性网络,可能将会提供大部分的DNA样本,但是,更广泛的参与同样重要。

规划小组强调,要制定标准以确保高品质的基因组序列,并为每生物序列保存相关信息,比如采集地点,标本形貌。从 野外获得DNA样本可能将是最大的挑战,同时也是花费成本最多的地方。会议上几名学者提出了补充意见,来自哥本哈根大学和华大基因的Guojie Zhang指出即便是最近采集的或是冷冻的动植物标本,也可能由于处理手法的不正确而缺少用于高质量的基因组测序的DNA。洛克菲勒大学的神经生物学家Erich Jarvis指出,缺乏标准化的指导和操作会决定项目的最终效果。在为地球所有物种努力的同时,我们也会制造很多垃圾。

Lewin乐观的表示,我们不会让这样的事情发生。在BioGenomics2017闭幕论坛上,我们看到大量研究学者积极地将Lewin围住,纷纷表示有意为EBP提供帮助。佛罗里达州Nova东南大学的生物学家Jose Lopez,一位“7000种海洋无脊椎动物测序的项目”负责人说,这又是一件将世界各地学者结合在一起的历史性事件。我们需要大量的专家和大量的人力资源投入。

生物通:卢兆丹)

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