十年內完成約150萬種生物的DNA測序，New Scientist長文報道地球基因組計劃

近日，世界第一的科學/科技新聞雜誌New Scientist對地球基因組計劃（EBP）進行了詳細報道。發表於4月4號的題為《生物登月計劃——解碼所有生物的DNA》的報道文章指出，由多個國家聯合發起的EBP項目的主要目標是在十年內完成大約150萬種生物的DNA測序。這是一項堪比人類基因組計劃的偉大計劃，可稱之為生物登月計劃，該項目預計於今年六月份正式啟動。

2015年11月，在華盛頓的美國國立博物館舉行的會議上，包括華大理事長楊煥明、深圳國家基因庫副主任張國捷等與會的23名科學家首次提出了要在十年內完成地球上已知的所有真核生物的基因組測序的計劃，隨後的幾次會議最終明確此計劃的主要參與機構，包括美國的Smithsonian Institution、英國Wellcome Sanger研究所、中國華大以及巴西的聖保羅研究基金會（FAPESP）等。

該報道指出，生命科學發展速度迅猛，我們知道曾花費了27億美金的人類基因組計劃，不僅催生了個體化醫療的新領域，也推動了法醫、考古以及生物信息學等領域發展，在經濟上更是創造了超過140倍的回報（每投入1美元，平均產出達141美元）。正是因為人類基因組計劃的巨大成功，以及前期在脊椎動物（萬種脊椎動物基因組計劃，G10K）、鳥類（萬種鳥類基因組計劃，B10K）、海洋無脊椎動物和植物（千種植物計劃，1KP）等方面的成功嘗試，才讓科學家們有充足的信心提出並完成EBP項目。

此報道從植物、動物、微生物等的基因研究現狀分析出發，通過採訪EBP項目的主要參與者，詳細說明了該項目在樣本採集、數據產出等方面存在的挑戰並說明當前技術平台已經成熟，具備開展如此大規模基因研究的條件。

據了解，截止目前，僅有2500種真核生物已經被測序。EBP項目，將分三個階段完成對地球上約150萬種生物的DNA測序。前三年（第一階段），將對9000個主要的真核生物分支（9000個科）的代表物種進行測序，構建高質量參考基因組；第二個三年（第二階段），將會測序和組裝十五萬個基因組草圖，它們將是十五萬個屬（科以下的分類）的代表物種；最後四年（第三階段），剩下的物種將會被測序。也就是說，在EBP項目進行的第一階段，每天將完成8個以上物種的測序並同時完成高質量參考基因組序列的構建；而第二階段和第三階段，每天測序的物種將分別達到100和1000個。

由此可知，該項目的巨大挑戰之一就是要完成龐大的測序工作。目前不斷下降的測序成本與不斷進步的測序技術，正是研究者們完成該項目的信心來源之一。人類基因組計劃之後，個人全基因組測序成本不斷降低，由最初的30億美元下降到現在的600美元，甚至可能更低。

作為全球領先的基因組學研發中心，華大已於2015-2017年相繼推出了多款自主研發的測序系統，目前已具備量產測序儀的實力，也將運用這一優勢，助力EBP項目的實施。來自華大的科學家張國捷表示，當前的測序能力，已經能夠在一年之內完成一百五十萬種真核生物的測序。

該報道指出，除了龐大的測序工作外，項目還面臨著許多挑戰。其中一個主要挑戰在於樣本採集，特別是從野外獲取樣本。樣本的許可、採集、製備和運輸等方面，都存在著很多需要去解決的問題。另一方面的挑戰在於海量數據的存儲，該項目將產出幾千Pb的數據，比每年上傳到Youtube上的視頻數據量還大，DNA存儲等新的存儲技術將會是可能的應對方案。

最後，該報道強調，在數據共享方面，項目的發起者將著力確保各方能夠公平受益，EBP項目將與Juan Carlos Castilla-Rubio合作，構建地球密碼銀行（資料庫），利用區塊鏈技術確保數據共享的同時，保證基於數據產生的商業利益能夠回饋項目的各個貢獻者。

EBP項目無疑是目前地球上最大型的生命科學科研計劃，將徹底改變人類對地球上生命的科學認識，並提供新的視角、認知及資源，讓人們更好地應對主要由於人類活動和氣候變化造成的生物多樣性和棲息地變化的威脅。地球生物多樣性的基礎知識還可能帶來新的食物來源，革命性的生物啟發性材料以及治療人類、動物和植物疾病等領域的創新成果。

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