地球生物基因組計劃（EBP）是一項旨在對地球上所有已知的動植物、真菌和原生生物基因組進(jìn)行測序的全球合作計劃，已于今年6月在美國科學(xué)院院刊（PNAS）發(fā)表計劃白皮書。該計劃于（11月1日）正式啟動，來自全球各地的科學(xué)伙伴和資助者，齊聚英國倫敦，討論該項目組織和資助的進(jìn)展情況。中國方面主要是由深圳華大生命科學(xué)研究院院長及深圳國家基因庫執(zhí)行主任徐訊、華大生命科學(xué)研究院副院長劉心出席活動。EBP最終將為推動生物多樣性保護(hù)和人類社會可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造新的基礎(chǔ)。EBP的目標(biāo)是在十年時間里對地球所有真核生物的基因組進(jìn)行測序、編目和分類。EBP的預(yù)估成本為47億美元（約合322億人民幣）?？紤]到通貨膨脹，人類基因組計劃如果在今天進(jìn)行將花費50億美元。EBP是由于近期在測序和信息技術(shù)方面的進(jìn)展得以實現(xiàn)的，這些進(jìn)展將使全球各地的伙伴機(jī)構(gòu)每年能夠讀取和解釋數(shù)以萬計物種的基因組。
對地球生物多樣性的進(jìn)一步了解和有效管理地球資源是新千年最重要的科學(xué)和社會挑戰(zhàn)之一。要克服這些挑戰(zhàn)，就需要對地球上數(shù)百萬個生物體的進(jìn)化和相互作用有新的科學(xué)認(rèn)識。
目前，只有不到3500個（約占所有已知真核生物的0.2%）的基因組進(jìn)行了測序，高質(zhì)量參考基因組不到100個。對所有已知的真核生物基因組進(jìn)行測序，將徹底改變我們對生物學(xué)和進(jìn)化的理解，促進(jìn)保護(hù)和恢復(fù)生物多樣性，為社會進(jìn)步和人類發(fā)展帶來新的契機(jī)。
美國加州大學(xué)戴維斯分校教授、EBP工作組主席Harris Lewin表示：“地球生物基因組計劃可視為新生物學(xué)的基礎(chǔ)。有了路線圖，所有真核生物的藍(lán)圖將成為了解生命規(guī)律、進(jìn)化原理、保護(hù)稀有和瀕危物種的新方法；為農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究人員提供巨大新資源?！?/span>
EBP在正式發(fā)布之前的最后一年里取得了非凡的進(jìn)展。EBP已經(jīng)成為現(xiàn)有大規(guī)模基因組項目及其全球真核生物伙伴機(jī)構(gòu)的組織粘合劑。為此，包括美國、英國、中國、德國、丹麥、澳大利亞和巴西在內(nèi)的全球17個機(jī)構(gòu)簽署了一項諒解備忘錄，每一個機(jī)構(gòu)都有義務(wù)為實現(xiàn)項目的共同目標(biāo)而共同努力。預(yù)計隨著項目的進(jìn)展，將有更多的伙伴機(jī)構(gòu)、組織和社區(qū)加入。
預(yù)計從該項目中收集和產(chǎn)生的生物數(shù)據(jù)量將按百萬兆計算，超過了Twitter、YouTube或天文學(xué)積累的數(shù)據(jù)。項目參與者在EBP諒解備忘錄中同意，數(shù)據(jù)將存儲在公共數(shù)據(jù)庫中，并向全人類開放供研究之用。該項目將建立在已有物種基因組測序計劃的成果之上。例如，洛克菲勒大學(xué)的Erich Jarvis主持的脊椎動物基因組計劃。該計劃旨在對現(xiàn)存66000種脊椎動物的基因組進(jìn)行測序，目前公布了14個物種的基因組，包括蝙蝠、魚、加拿大山貓和鸮鸚鵡。
華大基因（中國深圳）也在該項目中發(fā)揮了重要作用，領(lǐng)導(dǎo)了萬種植物基因組測序的工作，該項目的目標(biāo)是完成10000種綠色植物的基因組；同時領(lǐng)導(dǎo)了萬種鳥類基因組計劃，已經(jīng)完成超過300種鳥類基因組測序工作；另外還領(lǐng)導(dǎo)了全球螞蟻基因組聯(lián)盟的工作，該聯(lián)盟的目標(biāo)是對大約200個螞蟻基因組進(jìn)行測序。同樣，美國農(nóng)業(yè)部正在努力對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)重要的昆蟲和螨類100個基因組進(jìn)行測序。目前共有15個科學(xué)團(tuán)體以及國家和區(qū)域項目附屬于EBP計劃。
桑格研究所將主導(dǎo)EBP在英國的工作，對整個不列顛群島的66000種真核生物進(jìn)行測序，這個新項目被稱為達(dá)爾文生命樹項目。桑格致力于創(chuàng)建新的研究方案，稱為生命之樹方案，以履行這一使命，合作伙伴包括位于倫敦的自然歷史博物館、皇家植物園、丘園、厄勒姆研究所、EMBL-EBI和愛丁堡基因組學(xué)研究中心。EBP將幫助協(xié)調(diào)其他附屬項目，以幫助減少冗余和最大限度地利用資源。
桑格研究院院長MikeStratton說：“在全球范圍內(nèi)，超過半數(shù)的脊椎動物在過去40年中消失，23000個物種在不久的將來面臨滅絕的威脅。利用我們將從所有真核物種的基因組中獲得的生物學(xué)知識，主動承擔(dān)地球生命的監(jiān)護(hù)者的責(zé)任；在大自然面臨巨大壓力的時候，更明智地利用這些基因組來照料地球上的生命，尤其是來自我們的壓力?！蓖柨颇房茖W(xué)學(xué)院院長Jim Smith說：“當(dāng)人類基因組計劃在25年前開始時，我們無法想象當(dāng)時產(chǎn)生的DNA序列是如何演變成今天的人類健康和疾病相關(guān)研究的。此時開始進(jìn)行地球上所有生命的測序計劃于此相同。從自然界中，我們將深入了解開發(fā)治療傳染病的新方法，確定減緩衰老的藥物，產(chǎn)生養(yǎng)活世界的新方法，創(chuàng)造新的生物材料?！?/span>
來自中國深圳華大基因的劉心博士說：“萬種植物基因組項目（10KP）的目標(biāo)是對代表地球上主要植物分支的一萬多個基因組進(jìn)行測序。該項目將在今后五年內(nèi)產(chǎn)生大規(guī)模的植物基因組數(shù)據(jù)，解決有關(guān)植物進(jìn)化的基本問題。地球生物基因組項目提供了一個框架，在該框架內(nèi)可以有效地開展全球協(xié)作，從而使我們的項目得以實施?！?/span>
華大基因于2017年7月第19屆國際植物學(xué)大會期間啟動萬種植物基因組計劃，目前已經(jīng)收到來自世界十幾個國家、幾十家科研機(jī)構(gòu)的參與，收到來自世界各地及深圳國家基因組采集樣品超過1500份，已經(jīng)完成超過1000種植物基因組評估，完成超過100種植物基因組組裝。
來自澳大利亞墨爾本拉籌伯大學(xué)的Jenny Graves教授說：“通過比較近緣種的基因組對揭示物種的近期變化和探索物種的遺傳健康具有很大的潛力。比較遠(yuǎn)緣物種可以讓我們回到過去發(fā)現(xiàn)最基本的生命過程是如何工作的，以及它們是如何進(jìn)化的。你永遠(yuǎn)不知道下一個重大突破會從哪里來，所以對所有物種進(jìn)行是十分有意義的?！?/span>
美國史密森學(xué)會的W.John Kress博士說：“自然歷史博物館幾個世紀(jì)以來一直在收集和儲存有關(guān)自然世界的信息。地球生物基因組計劃將使我們能夠更全面地分析、綜合和分享這些信息，部分地通過我們目前和將來居住在我們墻壁內(nèi)的數(shù)十億生物多樣性標(biāo)本。”
悉尼大學(xué)的KatherineBelov教授說：“在今年早些時候完成的考拉基因組測序工作中，澳大利亞研究人員計劃在未來五年內(nèi)對澳大利亞50種最瀕危的動物進(jìn)行測序。這些基因組數(shù)據(jù)將為小的、孤立的有袋動物、兩棲動物和鳥類種群的遺傳管理提供基礎(chǔ)。地球生物基因組計劃使我們能夠加入一個全球?qū)＜揖W(wǎng)絡(luò)，利用他們的專門知識和計算管道，并以比單獨工作更快的速度實現(xiàn)我們的目標(biāo)。”
厄爾漢姆研究所科學(xué)主任FedericaDi Palma教授說：“我們在哥倫比亞的全球合作框架工作正在表明，生物多樣性對發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家的氣候變化情況是多么重要。隨著這些國家適應(yīng)新的政策格局和不斷變化的政治挑戰(zhàn)，學(xué)者、非政府組織、企業(yè)和決策者比以往任何時候都更需要聯(lián)合起來，共同確定、保護(hù)和管理這種生物多樣性，以促進(jìn)可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)增長和社會發(fā)展。”
EBP項目是華大基因繼人類基因組計劃、千人基因組計劃等國際大科學(xué)計劃之后的又一個超大國際科學(xué)合作計劃，特別是在華大基因領(lǐng)導(dǎo)的萬種植物基因組計劃項目和萬種鳥類基因組計劃項目方面發(fā)揮全世界的引領(lǐng)作用，展現(xiàn)華大基因在國際合作大科學(xué)項目的引領(lǐng)性。
