在西方神話中,諾亞建造了一艘方舟,帶著各種牲畜、鳥(niǎo)類(lèi)等,躲避了大洪水,安然渡過(guò)“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(lái)生物科技和產(chǎn)業(yè)的磚石。在現(xiàn)實(shí)世界中,美國(guó)、歐盟和日本都擁有世界級(jí)基因庫(kù),由此掌握生命經(jīng)濟(jì)時(shí)代的戰(zhàn)略性資源。
?。玻踩掌鹪谏钲陂_(kāi)始運(yùn)營(yíng)的國(guó)家基因庫(kù)正是帶著“留存現(xiàn)在、締造未來(lái)”的使命誕生。中國(guó)將擁有這樣一艘“諾亞方舟”,承載人類(lèi)及其他生物的遺傳樣本和密碼。
國(guó)家基因庫(kù)里有什么?
在基因時(shí)代,這樣的未來(lái)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?cè)诓┪镳^奇妙之夜真實(shí)復(fù)活……
通向這樣的未來(lái),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(guó)唯一一座國(guó)家基因庫(kù)的定位:有效保護(hù)、開(kāi)發(fā)、利用遺傳資源,提高我國(guó)生命科學(xué)研究和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平,維護(hù)國(guó)家生物信息安全,助力全球生命科學(xué)發(fā)展。
2011年,國(guó)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(guó)家基因庫(kù)。
國(guó)家基因庫(kù)位于深圳市大鵬新區(qū)觀音山腳下,一期占地面積4.75萬(wàn)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(cè)序房、超級(jí)計(jì)算房以及冷凍資源房。
“三庫(kù)兩平臺(tái)”,是國(guó)家基因庫(kù)主任梅永紅描述基因庫(kù)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(guó)、歐盟、日本其他三大世界級(jí)的基因庫(kù)不同,中國(guó)國(guó)家基因庫(kù)不僅僅是數(shù)據(jù)庫(kù),而是國(guó)際上現(xiàn)有的各類(lèi)生物樣本庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、生物多樣性庫(kù)、疾病庫(kù)等的綜合升級(jí)版。除了“干庫(kù)”(即基因、蛋白、分子、影像等多組學(xué)生物信息數(shù)據(jù)庫(kù))、“濕庫(kù)”(多樣性生物樣本和物種遺傳資源庫(kù))之外,國(guó)家基因庫(kù)還引入了“活庫(kù)”,即生物活體庫(kù),包括動(dòng)物資源、植物資源、微生物資源和海洋資源等。
不妨把它想象成這樣一個(gè)載體:它是人類(lèi)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?kù)兩平臺(tái)”的建設(shè),最終為的是解決生命數(shù)據(jù)的“存、讀、懂、寫(xiě)、用”5個(gè)作用。
“通俗地說(shuō),就是我們要把全球的生物資源都收集起來(lái),用測(cè)序儀讀取萬(wàn)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(xiě)出生命代碼,最后用來(lái)為人類(lèi)服務(wù)?!泵酚兰t說(shuō)。
目前,國(guó)家基因庫(kù)已存儲(chǔ)多種生物資源樣本1000萬(wàn)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(qǐng)國(guó)際、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)10項(xiàng),申請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專利46項(xiàng),出版基因資源專著8本。目前已開(kāi)展國(guó)際/國(guó)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(guó)家基因庫(kù)像我們的“生命銀行”
“高大上”的國(guó)家基因庫(kù)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(zhǎng)汪建說(shuō),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(lái):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(guó)家基因庫(kù),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(lèi)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。”汪建說(shuō),“老照片只能拿來(lái)做留念,但是我們?cè)诓煌A段存進(jìn)‘生命銀行’的年輕樣本,卻是在我們?cè)嚼系臅r(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(kāi)始,汪建就開(kāi)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(shuō),隨著國(guó)家基因庫(kù)存儲(chǔ)容量的增加,未來(lái)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(guò)上更健康的生活。
除了對(duì)個(gè)人,國(guó)家基因庫(kù)對(duì)保護(hù)生物多樣性也有重要意義。目前,保護(hù)人類(lèi)生存環(huán)境,保護(hù)物種的多樣性已刻不容緩。汪建說(shuō),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(lái),向子孫后代做一個(gè)交代。
生命的“國(guó)庫(kù)”,開(kāi)放的平臺(tái)
人類(lèi)越來(lái)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(guó)際上,挪威斯瓦爾巴全球種子庫(kù)、美國(guó)自然歷史博物館、英國(guó)生物樣本庫(kù)等應(yīng)運(yùn)而生,尤其是美國(guó)、歐洲、日本先后建立了大型基因數(shù)據(jù)庫(kù),這三大庫(kù)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(guó)家基因庫(kù)執(zhí)行主任徐訊說(shuō):“中國(guó)亟須這樣一個(gè)平臺(tái),從國(guó)家層面對(duì)具有中國(guó)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(kù)是生命科學(xué)的‘國(guó)庫(kù)’,比銀行的金庫(kù)還要寶貴?!泵酚兰t說(shuō),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(guó)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?lái)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)方面的發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng),一定程度上是基因資源的獲得與解析”。
國(guó)家基因庫(kù)將保持開(kāi)放姿態(tài)。目前,國(guó)家基因庫(kù)已與聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織、國(guó)際農(nóng)業(yè)研究磋商小組、國(guó)際生物及環(huán)境樣本庫(kù)協(xié)會(huì)、挪威斯瓦爾巴全球種子庫(kù)、美國(guó)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(lèi)健康、生物多樣性、生物進(jìn)化機(jī)制等方面開(kāi)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(kù)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,期待未來(lái)和中國(guó)國(guó)家基因庫(kù)進(jìn)一步合作,從而在環(huán)境變化和人口劇增等國(guó)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(lái)保護(hù)這些養(yǎng)活我們的種子”。
“國(guó)家基因庫(kù)是開(kāi)放的平臺(tái),一個(gè)基因庫(kù)擁有的資源總是有限的,我們希望通過(guò)更好的機(jī)制,讓大自然饋贈(zèng)給人類(lèi)的基因資源能被我們充分地認(rèn)知和利用?!泵酚兰t說(shuō),未來(lái)國(guó)家基因庫(kù)一定會(huì)超越國(guó)界,在全球范圍內(nèi)集聚更多資源。
“國(guó)家基因庫(kù)也面臨著很大的挑戰(zhàn),尤其是如何跟國(guó)際公約、標(biāo)準(zhǔn)接軌?!甭?lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織助理總干事王韌說(shuō),“但是我們相信,國(guó)家基因庫(kù)將在未來(lái)對(duì)基因科技的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響?!?/p>
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