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EBP:最宏伟的科学计划

2017-05-12

发明与创新·中学生 2017年5期
关键词:真核基因组物种

“人类基因组计划”与“曼哈顿原子弹计划”“阿波罗登月计划”并称为自然科学史上的“三大计划”。继人类基因组计划之后,生命科学领域又迎来一件大事——地球生物基因组计划(Earth BioGenome Project,EBP)即将启动,目标是破译地球上所有生命的基因组。这一具有历史意义的项目吸引了全球科学家的关注。

据EBP項目组成员介绍,整个项目大约需要40亿美元的投入,相当于两架轰炸机的价格,1万个美国总统的年薪,也与人类基因组计划的投入相当(人类基因组计划耗时13年,测序一个人的基因组花费约30亿美元)。项目组的科学家们表示,如果获得资金支持,该计划有望在10年内完成。

从两年前提出“测序所有地球生命”的愿景,到BioGenomics2017大会上提出EBP的纲要,这一项目已彻底点燃生物学家们的热情,将极大推动所有真核生物的研究——包括所有植物、动物、真菌以及如阿米巴虫之类的单细胞生物。

EBP项目将首先集中完成约9 330个真核生物科级别代表性物种的基因组,从而获得与人类参考基因组相当或比人类参考基因组更好的参考基因组。接着,在14万至20万个真核生物属中,对来自每个属的一个物种进行基因组草图绘制。最后,对剩下的150万个已知的真核生物物种的基因组进行低覆盖测序。这些精细度不同的基因组之间还能通过比较分析或进一步测序,帮助科学家获知更多的信息。

EBP计划的意义重大。据工作组成员介绍,这是第一个真正意义上的全球大型基因组测序项目,能让世界上数千名科学家和数百万民众参与,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,革新人们对生物学的理解,并有望极大改善物种保护工作,为农业、医药和生态系统服务创造新的基因资源。

虽然EBP项目的落地还存在一些尚待解决的问题,但类似的国际合作项目已有成功的先例。随着基因科技的飞速发展,科学家们已经破译了许多地球物种,并组建国际级合作小组,发起覆盖海、陆、空物种的多项计划。如同样致力于生物多样性保护的华大基因与史密森学会已经共同维护和推动了多项国际合作项目——旨在构建约10 500种现存鸟类的基因组图谱,实现对鸟类生命之树的数字化重建,并解码遗传变异和表型差异之间联系的B10K项目;旨在完成10 000个脊椎动物的基因组,并通过这些脊椎动物的遗传多态性,为生命科学以及全球生物保护提供强有力帮助的G10K项目;旨在对1 000种昆虫的转录组进行研究,揭开昆虫演化之谜的1KITE项目等。

EBP项目的提出将有助于整合世界各地的地球生物基因组研究,使之形成更有价值的科研体系,促进物种研究工作有序而高效地进行,进而帮助人们全面了解地球生命演化的奥秘。(据新浪网)

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