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中國首個(gè)國家基因庫開始運(yùn)營 里面都有啥

2016-09-23

       在西方神話中,諾亞建造了一艘方舟,帶著各種牲畜、鳥類等,躲避了大洪水,安然渡過“世界末日”。

  一粒種子、一個(gè)細(xì)胞、一管血液、一口唾沫、一段脫氧核糖核酸、一條數(shù)據(jù)……這些不起眼的“現(xiàn)在”可能是構(gòu)建未來生物科技和產(chǎn)業(yè)的磚石。在現(xiàn)實(shí)世界中,美國、歐盟和日本都擁有世界級(jí)基因庫,由此掌握生命經(jīng)濟(jì)時(shí)代的戰(zhàn)略性資源。

  22日起在深圳開始運(yùn)營的國家基因庫正是帶著“留存現(xiàn)在、締造未來”的使命誕生。中國將擁有這樣一艘“諾亞方舟”,承載人類及其他生物的遺傳樣本和密碼。

這是6月23日拍攝的國家基因庫內(nèi)景。 新華社記者 毛思倩 攝

  國家基因庫里有什么?

  在基因時(shí)代,這樣的未來可期:到醫(yī)院看病,只需自己的基因作為“身份證”和病歷;想“返老還童”,保存完好的干細(xì)胞就能輕松搞定;憨態(tài)可掬的大熊貓不再稀奇,就在你家庭院里懶洋洋地打盹;遠(yuǎn)古的恐龍、猛犸象不只活在特效里,它們在博物館奇妙之夜真實(shí)復(fù)活……

  通向這樣的未來,需要一些堅(jiān)實(shí)的“磚石”——生物樣本和數(shù)據(jù)。這正是我國唯一一座國家基因庫的定位:有效保護(hù)、開發(fā)、利用遺傳資源,提高我國生命科學(xué)研究和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平,維護(hù)國家生物信息安全,助力全球生命科學(xué)發(fā)展。

  2011年,國家發(fā)改委等4部委批復(fù)同意深圳依托華大基因研究院組建國家基因庫。

  國家基因庫位于深圳市大鵬新區(qū)觀音山腳下,一期占地面積4.75萬平方米。這里幾乎與外界隔離,恍若世外桃源。走進(jìn)建在層層梯田之上、室內(nèi)綠意盎然的建筑,從一層上三層,依次會(huì)看到龐大的高通量基因測序房、超級(jí)計(jì)算房以及冷凍資源房。

國家基因庫的生物信息數(shù)據(jù)庫(9月6日攝)。新華社記者 毛思倩 攝  

  “三庫兩平臺(tái)”,是國家基因庫主任梅永紅描述基因庫內(nèi)容時(shí)使用頻次最高的一個(gè)概念。

  據(jù)梅永紅介紹,與美國、歐盟、日本其他三大世界級(jí)的基因庫不同,中國國家基因庫不僅僅是數(shù)據(jù)庫,而是國際上現(xiàn)有的各類生物樣本庫、數(shù)據(jù)庫、生物多樣性庫、疾病庫等的綜合升級(jí)版。除了“干庫”(即基因、蛋白、分子、影像等多組學(xué)生物信息數(shù)據(jù)庫)、“濕庫”(多樣性生物樣本和物種遺傳資源庫)之外,國家基因庫還引入了“活庫”,即生物活體庫,包括動(dòng)物資源、植物資源、微生物資源和海洋資源等。

國家基因庫的生物信息數(shù)據(jù)庫(9月6日攝)。新華社記者 毛思倩 攝

  不妨把它想象成這樣一個(gè)載體:它是人類博物館、植物園、動(dòng)物園、海洋館、微生物館的集合,這里存儲(chǔ)的將不僅是一個(gè)個(gè)標(biāo)本原型和實(shí)物,還有一粒種子、一個(gè)細(xì)胞、一管血液、一口唾沫、一段脫氧核糖核酸、一條數(shù)據(jù)……

  “兩平臺(tái)”指的是數(shù)字化平臺(tái)和合成與編輯平臺(tái)?!叭龓靸善脚_(tái)”的建設(shè),最終為的是解決生命數(shù)據(jù)的“存、讀、懂、寫、用”5個(gè)作用。

  “通俗地說,就是我們要把全球的生物資源都收集起來,用測序儀讀取萬物的遺傳數(shù)據(jù),用超級(jí)計(jì)算機(jī)算出結(jié)果,用合成與編輯平臺(tái)寫出生命代碼,最后用來為人類服務(wù)?!泵酚兰t說。

9月6日,工作人員在國家基因庫操作基因測序儀。新華社記者 毛思倩 攝

  目前,國家基因庫已存儲(chǔ)多種生物資源樣本1000萬份;初步建立基因信息數(shù)據(jù)和生物樣本采集、存儲(chǔ)、管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范,發(fā)布深圳市地方標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng),申請國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)10項(xiàng),申請國內(nèi)外專利46項(xiàng),出版基因資源專著8本。目前已開展國際/國家重點(diǎn)科研項(xiàng)目20余項(xiàng),合作項(xiàng)目共發(fā)表論文140余篇,其中在《自然》《科學(xué)》《細(xì)胞》等知名科研雜志上發(fā)表論文30余篇。

  國家基因庫像我們的“生命銀行”

  “高大上”的國家基因庫看似很遙遠(yuǎn),但其實(shí)跟每個(gè)人都息息相關(guān)。華大基因董事長汪建說,每個(gè)人一生中所有關(guān)鍵階段的標(biāo)本都應(yīng)該永久保存起來:從出生時(shí)的干細(xì)胞,到20歲時(shí)的免疫細(xì)胞,到30歲時(shí)的生殖細(xì)胞……而國家基因庫,就是儲(chǔ)存這些樣本和數(shù)據(jù)的地方,像我們的“生命銀行”。

  “這類似于在人生的不同階段給自己拍照片,如果我們不拍,那就永遠(yuǎn)拍不到了?!蓖艚ㄕf,“老照片只能拿來做留念,但是我們在不同階段存進(jìn)‘生命銀行’的年輕樣本,卻是在我們越老的時(shí)候越有用,甚至可能在關(guān)鍵時(shí)刻救命?!?/p>

  存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)到底有什么作用?從數(shù)年前開始,汪建就開始有意識(shí)地存儲(chǔ)自己的健康數(shù)據(jù)。這樣做的結(jié)果是,他對(duì)自己身體變化狀況了如指掌,并且根據(jù)這些數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)自己的飲食、運(yùn)動(dòng)和生活節(jié)奏,“對(duì)抗”衰老。他說,隨著國家基因庫存儲(chǔ)容量的增加,未來將會(huì)有更多人可以儲(chǔ)存和掌握自己的健康數(shù)據(jù),過上更健康的生活。

8月10日,工作人員將細(xì)胞樣本放入-196℃的液氮中保存。新華社記者 毛思倩 攝

  除了對(duì)個(gè)人,國家基因庫對(duì)保護(hù)生物多樣性也有重要意義。目前,保護(hù)人類生存環(huán)境,保護(hù)物種的多樣性已刻不容緩。汪建說,對(duì)瀕危的生命物種,我們需要盡快地將這些資源存儲(chǔ)起來,向子孫后代做一個(gè)交代。

  生命的“國庫”,開放的平臺(tái)

  人類越來越認(rèn)識(shí)到基因資源以及保護(hù)地球生物多樣性的重要。國際上,挪威斯瓦爾巴全球種子庫、美國自然歷史博物館、英國生物樣本庫等應(yīng)運(yùn)而生,尤其是美國、歐洲、日本先后建立了大型基因數(shù)據(jù)庫,這三大庫里的生物信息數(shù)據(jù)幾乎涵蓋所有已知的脫氧核糖核酸、核糖核酸和蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)。

  國家基因庫執(zhí)行主任徐訊說:“中國亟須這樣一個(gè)平臺(tái),從國家層面對(duì)具有中國特色的生物樣本和基因數(shù)據(jù)進(jìn)行有效保存、管理和合理利用?!?/p>

  “基因庫是生命科學(xué)的‘國庫’,比銀行的金庫還要寶貴?!泵酚兰t說,農(nóng)耕時(shí)代的核心資源是耕地,工業(yè)時(shí)代是能源,而生命科學(xué)時(shí)代則是基因。基因資源目前已成為重要的國家戰(zhàn)略資源,如精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)很大程度上依賴對(duì)基因解讀的結(jié)果?!拔磥砭珳?zhǔn)醫(yī)學(xué)方面的發(fā)展和競爭,一定程度上是基因資源的獲得與解析”。

這是9月6日在國家基因庫拍攝的超級(jí)測序儀。新華社記者 毛思倩 攝

  國家基因庫將保持開放姿態(tài)。目前,國家基因庫已與聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織、國際農(nóng)業(yè)研究磋商小組、國際生物及環(huán)境樣本庫協(xié)會(huì)、挪威斯瓦爾巴全球種子庫、美國自然歷史博物館等100多個(gè)組織和科研機(jī)構(gòu)建立戰(zhàn)略合作關(guān)系,在人類健康、生物多樣性、生物進(jìn)化機(jī)制等方面開展合作研究。

  “在保護(hù)種子多樣性方面,我們需要在全球范圍內(nèi)互相依靠,攜手共進(jìn)?!迸餐雇郀柊腿蚍N子庫相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,期待未來和中國國家基因庫進(jìn)一步合作,從而在環(huán)境變化和人口劇增等國際性挑戰(zhàn)下保護(hù)種子多樣性,“我們所有人都有職責(zé)來保護(hù)這些養(yǎng)活我們的種子”。

  “國家基因庫是開放的平臺(tái),一個(gè)基因庫擁有的資源總是有限的,我們希望通過更好的機(jī)制,讓大自然饋贈(zèng)給人類的基因資源能被我們充分地認(rèn)知和利用?!泵酚兰t說,未來國家基因庫一定會(huì)超越國界,在全球范圍內(nèi)集聚更多資源。

  “國家基因庫也面臨著很大的挑戰(zhàn),尤其是如何跟國際公約、標(biāo)準(zhǔn)接軌?!甭?lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織助理總干事王韌說,“但是我們相信,國家基因庫將在未來對(duì)基因科技的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響?!?/p>


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