造福萬(wàn)世 這個(gè)項(xiàng)目打算測(cè)序所有動(dòng)植物物種的DNA

　　5月30日消息，據(jù)SingularityHub報(bào)道，過(guò)去10年，生物技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)促使醫(yī)藥、食品、生態(tài)和神經(jīng)科學(xué)等領(lǐng)域取得快速進(jìn)展。隨著這些進(jìn)步，我們有了更大的發(fā)展目標(biāo)：我們有能力生產(chǎn)更多的糧食，這意味著我們也許能夠進(jìn)一步改造它們，使它們更健康;建立能讀取基礎(chǔ)思維的腦機(jī)接口，這可能意味著更先進(jìn)的接口最終將能夠讀取復(fù)雜的思想。

　　在這些迅速發(fā)展的領(lǐng)域中，進(jìn)步特別快的一個(gè)領(lǐng)域是基因組學(xué)，它的野心也同樣在迅速增長(zhǎng)。地球生物基因組計(jì)劃(Earth BioGenome)旨在對(duì)地球上所有已知的真核生物的DNA進(jìn)行測(cè)序，這是個(gè)技術(shù)進(jìn)步和雄心相結(jié)合的光輝典范。最近發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》雜志上的一篇論文，介紹了有關(guān)該項(xiàng)目的最新細(xì)節(jié)。據(jù)估計(jì)，這個(gè)項(xiàng)目可能需要耗時(shí)10年，花費(fèi)47億美元，并需要超過(guò)200PB的數(shù)字存儲(chǔ)空間。這些統(tǒng)計(jì)數(shù)字聽(tīng)起來(lái)十分龐大，但實(shí)際上它們與基因組測(cè)序的歷史相比卻是微不足道的。

　　以人類(lèi)基因組計(jì)劃(Human Genome Project)為例，該項(xiàng)目是個(gè)公共資助項(xiàng)目，旨在對(duì)第一個(gè)完整的人類(lèi)基因組進(jìn)行排序。這項(xiàng)工作花了十多年時(shí)間，從1990年開(kāi)始，直到2003年才完成，總共花費(fèi)了27億美元(相當(dāng)于今天的48億美元)�，F(xiàn)在，地球生物基因組計(jì)劃的目標(biāo)是利用直線(xiàn)下降的成本，對(duì)地球上所有已知的真核生物基因組進(jìn)行排序、分類(lèi)和分析，其所耗費(fèi)時(shí)間和成本與15年前大致相同。

　　“真核生物”指的是除了細(xì)菌和古生菌以外的所有生物，包括所有的植物、動(dòng)物和單細(xì)胞生物。據(jù)估計(jì)，地球上大約有1000萬(wàn)到1500萬(wàn)個(gè)真核生物物種，從犀牛到栗鼠再到跳蚤(還有更小的生物)。在我們所記錄的230萬(wàn)個(gè)物種中，我們已經(jīng)測(cè)序的還不到15000個(gè)物種。

　　令人印象深刻的是，科學(xué)家們?cè)谶M(jìn)行這個(gè)項(xiàng)目時(shí)，你可能會(huì)想，這有什么意義?研究人類(lèi)基因組有明顯的好處，但是我們能從破解犀牛或跳蚤的DNA中得到什么?地球生物基因組計(jì)劃基本上可以讓科學(xué)家們對(duì)地球上已知生命的高保真度、數(shù)字基因快照進(jìn)行研究。

　　項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)人之一、伊利諾伊大學(xué)卡爾·伍斯基因組生物學(xué)研究所主任、昆蟲(chóng)學(xué)教授吉尼·羅賓遜(Gene Robinson)說(shuō)：“該項(xiàng)目最偉大的遺產(chǎn)將是建立完整的生命數(shù)字圖書(shū)館，它將引導(dǎo)未來(lái)幾代人的發(fā)現(xiàn)。”

　　人類(lèi)基因組計(jì)劃的投資回報(bào)率估計(jì)是141比1，這只是金融方面的好處。這個(gè)項(xiàng)目極大地促進(jìn)了我們今天所知的平價(jià)基因組學(xué)的發(fā)展，這一領(lǐng)域有望加快發(fā)現(xiàn)致病基因突變的速度，并幫助他們進(jìn)行診斷和治療。新的基因編輯工具(如CRISPR)已經(jīng)出現(xiàn)，也許將來(lái)能夠治愈基因疾病。

　　如果這種回報(bào)率同樣適用于數(shù)百萬(wàn)個(gè)物種，那么從中獲得的洞見(jiàn)以及由此帶來(lái)的具體利益可能是巨大的。例如，對(duì)農(nóng)作物的基因組研究已經(jīng)幫助培育出生長(zhǎng)更快、產(chǎn)量更高并對(duì)害蟲(chóng)和惡劣天氣有更高抗性的新作物。

　　研究人員可能會(huì)發(fā)現(xiàn)新的藥物，或發(fā)現(xiàn)更好的方法來(lái)改造用于制造或能源的有機(jī)體。他們將能夠找出復(fù)雜的發(fā)現(xiàn)，比如各種物種如何和何時(shí)進(jìn)化的信息，這些信息到目前為止都被埋在歷史深處。

　　在這個(gè)過(guò)程中，他們將創(chuàng)造出世界物種數(shù)字基因庫(kù)。還有什么其他有用的基因會(huì)潛伏在那里，幫助啟發(fā)新一代的合成生物學(xué)家?

　　著名物理學(xué)家弗里曼·戴森(Freeman Dyson)2007年曾說(shuō)過(guò)：“將來(lái)，設(shè)計(jì)基因組將是一件私人的事情，一種與繪畫(huà)或雕塑一樣具有創(chuàng)造性的新藝術(shù)形式。新創(chuàng)造的作品很少會(huì)成為杰作，但很多作品會(huì)給它們的創(chuàng)造者帶來(lái)歡樂(lè)，給我們的動(dòng)物和植物帶來(lái)變化。”

　　僅僅過(guò)了十多年，他的愿景就像不久之前的科幻小說(shuō)一樣，正在接近現(xiàn)實(shí)。地球生物基因組計(jì)劃會(huì)將地球生命的基因調(diào)色板放置在未來(lái)合成生物學(xué)家的指尖上。

　　但這還不是個(gè)完整計(jì)劃。除了資金外，該項(xiàng)目的許多細(xì)節(jié)還有待完善。其中一個(gè)最大的問(wèn)題是，科學(xué)家們將如何完成收集地球上所有已知物種完整DNA樣本的龐大任務(wù)。有些博物館的標(biāo)本將會(huì)被使用，這樣DNA就能產(chǎn)生高質(zhì)量的基因組，但很多物種標(biāo)本可能沒(méi)有被保存下來(lái)。一個(gè)重要的樣本來(lái)源將是全球基因組生物多樣性網(wǎng)絡(luò)。

　　羅賓遜說(shuō)：“基因組學(xué)能幫助科學(xué)家開(kāi)發(fā)新藥物和可再生能源，養(yǎng)活不斷增長(zhǎng)的人口，保護(hù)環(huán)境，支持人類(lèi)的生存和福祉。地球生物基因組計(jì)劃將讓我們了解生命的歷史和多樣性，并幫助我們更好地了解如何保存它。”