生物"登月計劃」啟航！華大參與發起的「地球生物基因組計劃」正式對外發布

EBP項目是繼人類基因組計劃之後，生命科學領域又一件大事，目標是破譯地球上所有真核生物的基因組。這一具有里程碑式意義的項目吸引了全球科學家的關注。其協作組成員由多國科學家組成，華大聯合創始人、華大基因理事長楊煥明，華大首席執行官、華大生命科學研究院院長徐訊，深圳國家基因庫副主任張國捷均參與其中。作為該項目的發起單位之一，華大始終關注生物多樣性研究，通過基因科技已解碼眾多地球物種，發起國際合作深入科學研究。該協作組中其他工作人員與機構也均與華大有過深入合作。

以Harris Lewin、Gene Robinson、John Kress為代表的EBP協作組成員表示，這是第一個真正的全球範圍的基因組測序項目，能讓世界上數千名科學家和數百萬民眾參與，所產出的數據超過1EB（相當於1億部高清電影，播放2.3萬年），將推動全新計算演算法、分析方法和模型的創立，革新我們對生物學的理解，有望極大改善物種保護工作，並為農業、醫藥和生態系統服務提供新的基因資源。

EBP項目的重要性與緊迫性

文章指出，地球上生存著1000萬至1500萬種真核生物以及數萬億種原核生物，但實際上已經被人類認識的只有約230萬種，完成基因組測序不到15000種，而且其中大部分是微生物，相對複雜的高等動植物只有約1千個物種的基因組被破譯。人類通過對這極小一部分地球生命的認知，已在農業、醫藥、生物產業以及瀕危物種保護方面取得了巨大的進步。

因此，科學家大膽提出EBP項目，計劃在未來10年對所有已知真核物種的基因組進行破譯，並利用基因組學技術來幫助發現目前科學界未知的剩餘80％至90％的物種。2015年，在華盛頓的美國國立博物館舉行的會議上，包括華大基因理事長楊煥明、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。

由於此項目的意義之重大，自提出之初便成為了生命科學研究領域的熱點話題之一。根據項目計劃，科學家將對所有真核生物的基因組內容進行全面編目，並免費公開共享數據，作為未來科學發現的永久基礎，將推動人類在理解、利用和保護生物多樣性方面邁上新的起點。

不管在哪裡，我們都能看到周圍豐富多彩的生物世界，不同的物種與人類一起組成了大自然生態系統。地球的每個角落也都能找到生物的存在。但是，我們知道，生物多樣性在很大程度上受到氣候變化、棲息地破壞及人類活動等的威脅，而且威脅日益嚴重。

在1970-2012年的42年期間，脊椎動物種群數量下降58％。按照這種趨勢發展下去的話，到了2050年，50%的現存物種可能會從地球上消失。2018年3月20日（北京時間），地球上最後一頭雄性北白犀牛去世，這個存在了5000萬年的物種正式滅絕，引起全球人民的悼念，更警醒人類保護物種多樣性的任務迫在眉睫。科學家警示，全球範圍的生態崩潰有可能會發生，地球已經處於第6次物種大滅絕之中。

因此，陸地、海洋、淡水、沙漠和農業生態系統的保護和保存已成為全球人類生存和繁榮的當務之急。要了解整個地球的生物信息，就需要組成全球共同協作的工作計劃，以完整地覆蓋地球上的所有物種。EBP項目關注真核生物的生物多樣性，試圖在基因組水平解碼物種的遺傳特徵，最終目標是使人們能更徹底地理解地球生命的起源、相互之間的關係和演化規律，使保存、保護和重新恢復生態系統的生物多樣性成為可能，並使地球生態系統能最大化地回饋人類社會。

EBP項目面臨的挑戰與國際合作

文章指出，由於EBP項目涉及範圍之大，將面臨許多挑戰，如需要全球協作，這不是一個國家能主導和完成的計劃；需要基於新的樣品存儲標準，對全球物種資源做更精細和深入的調查和收集；龐大的數據量和運算量將極大地挑戰IT存儲和運算技術；需要更多的專業人力投入到整個計劃的各個階段，從樣品收集到數據分析，需要培養大量的新一代專業人才等等。

其中一個主要的挑戰就是樣本採集，EBP項目需要制定收集憑證樣本的全球戰略，並使這些憑證樣本能被充分保存，以便生產高質量的基因組序列。地球生物多樣性的分布特性以及世界偏遠地區存在的生物多樣性熱點，如亞馬遜盆地或婆羅洲，將使許多生物體的收集成為一個明顯的挑戰。

因此，為了使EBP項目取得成功，與當今致力於保護世界生物多樣性的機構——如自然歷史博物館、植物園、動物園和水族館等國際機構的合作顯得至關重要。目前，EBP項目擁有GGBN（Global Genome Biodiversity Network）作為承諾的合作夥伴，這是全球主要的生物組織和DNA憑證樣本的資源網路。不僅如此，位於中國的深圳國家基因庫也將會在物種資源和基因組數據信息保存上發揮重要的作用。此外，此項目也呼籲在巴西、哥倫比亞、秘魯、馬達加斯加、馬來西亞和印度尼西亞等世界生物多樣性重要分支國家的更多科學家參與進來。EBP項目的目標之一就是通過建立發展中國家科學能力的新型夥伴關係來實現其活動的全球化。

雖然面臨著諸多挑戰，但科學家對於EBP項目充滿信心。研究者們完成該項目的信心來源之一，是不斷下降的測序成本與不斷進步的測序技術。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。

該項目總計劃經費需要47億美元，按照現在的經濟購買力計算，比當年人類基因組計劃的花費還要低。人類基因組計劃的投入，已經將整個行業已經建立起來，產生了近1萬億美元的經濟效益。基因組學領域所產生的技術對人類醫學、獸醫學、可再生能源發展、糧食和農業、環境保護、工業生物技術、司法系統和國家安全等都有著深遠的影響。

無疑，EBP項目是目前生物學史上最雄心勃勃的項目，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。

參考資料

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