對話EBP團隊中國成員：數據將免費對外共享

比人類基因組計劃更宏大的地球生物基因組計劃（Earth BioGenome Project, EBP）即將啟動，目標是破譯地球上所有生命的基因組。華大基因成為該項目的發起者之一，並有兩名科學家加入了地球生物基因組計劃團隊。

近日，地球生物基因組計劃參與者之一、深圳國家基因庫副主任、生物多樣性基因組學研究負責人張國捷博士近日在接受澎湃新聞記者郵件採訪時表示，開展地球生物基因組計劃最大的困難在於，需要展開全球範圍內的協作，項目的產生的數據量會達到 1EB（1EB=1024TB，1TB=1024GB），龐大的數據量和運算量將極大地挑戰 IT 存儲和運算技術。而由華大基因運營的中國國家基因庫未來將在物種資源和基因組數據信息保存上發揮重要的作用。

在此之前，「人類基因組計劃」「曼哈頓原子彈計劃」和「阿波羅登月計劃」被稱為自然科學史上的「三大計劃」。而地球生物基因組計劃比人類基因組計劃更宏大，它是第一個真正的全球大型基因組測序項目，號稱要對「地球上的所有生命」進行測序。該項目將首先集中完成約 9330 個真核生物科級別代表性物種（eukaryotic family）的基因組，從而獲得與人類參考基因組相當或比人類參考基因組更好的參考基因組。接著，在 14 萬 -20 萬個真核生物屬（eukaryotic genera）中，對來自每個屬的一個物種進行基因組草圖繪製。最後，對剩下的 150 萬個已知的真核生物物種（eukaryotic species）的基因組進行低覆蓋測序。

「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。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。」張國捷向澎湃新聞記者表示。

澎湃新聞了解到，華大基因在生物多樣性基因組學研究上已經有十幾年的積累，此次受到邀請加入這一計劃，成為項目的發起單位之一。地球生物基因組計劃的官方網站顯示，全球共有 140 余家大學及科研機構參與其中，其中不乏來自哈佛大學、耶魯大學、劍橋大學等名校的專家學者。華大基因理事長楊煥明院士與張國捷也成為該項目的成員。除了華大基因，中國參與該項目的機構還包括：中國瀋陽生態應用研究所、中國科學院土壤研究所、中國科學院青藏高原研究所、北京動物園、浙江省微生物研究所等。

張國捷向澎湃新聞記者表示，相比此前已經開展的人類基因組計劃，地球生物基因組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。該項目會對精細度不同的基因組進行分析和進一步測序。

「精細的基因組圖譜不僅可以告知有哪些基因，還能知道基因的順序，基因的控制開關元件等對基因功能有重要影響的信息。基因組框架圖可以提供絕大多數的基因信息，可滿足大部分的研究需要。」張國捷解釋稱。

地球生物基因組計劃產生的數據量將超過 1EB，相當於 1 億部高清電影，播放 2.3 萬年。張國捷項目目前面臨的困難就在於龐大的數據量和運算量將極大地挑戰 IT 存儲和運算技術。這一工作需要全球協作，不是一個國家能主導和完成整個計劃。

張國捷指出，制定測序標準是工作的第一步。眼下未解決的難題還包括經費的籌集、樣品資源收集、數據的存儲和計算、公眾以及人才的教育等問題。但他相信通過大範圍的國際協作，相信這些問題都將可以解決和克服。

儘管目前項目分工還未確定，但張國捷表示，華大基因在過去數十年中的研究積累的基因組學測序和分析技術，以及長期積累的學術協作網路，將在其中發揮重要的作用。同時，華大基因運營的國家基因庫也會在物種資源和基因組數據信息保存上發揮重要的作用。

地球生物基因組計劃項目組預計項目需要 40 億美元的投入，若資金到位後，該計劃有望在十年內完成。而此前，人類基因組計劃花費的時間長達 13 年，資金投入 30 億美元，但其數據量卻不可與地球生物基因組計劃同日而語。

張國捷表示：「這主要得益於測序技術的進步，極大地縮短了測序的周期和成本。高通量測序可以同時高效地對多個物種進行測序。」

據了解，人類基因組計劃的完成，不僅推動全新 DNA 技術的誕生，其中許多技術都成為現代醫療領域的核心技術，而另一方面，也催生了一個價值 200 億美元的巨大市場。公開資料顯示，目前基因測序的成本已經從最初的 1 億美元降至 1000 美元左右。而地球生物基因組計劃將繼續推動基因測序成本的下降，由此而來的產業受益面將繼續擴大。

張國捷表示，未來地球生物基因組計劃的數據將會免費與社會共享，這些資源和信息在基礎研究、農業、醫藥、衛生方面將有潛在的廣闊應用。

以林木業為例，在人類演化和生活的進程中，人類學會了用經濟價值和企業利潤來決策如何使用土地，但對某個自然區域之於地球的整體生存能力是盲目的。森林可以作為木材獲得市場價值，同時也能作為下游城市的水凈化系統，這種自然系統的能力區別於經濟價值被稱為自然資本。而地球基因組計劃所收集的數據在未來將幫助人類構建一個經濟分析的框架和中心，以促進未來恢復自然或開發的工作。而地球基因組的工作就是構建這一框架的早期階段。

在過去數年內，華大基因一直在鼓勵民眾參與到基因測序的項目中。此前，華大基因在香港開展的紫荊花基因組項目已經成功地向公眾募集了足夠的經費。未來，地球生物基因組計劃也將吸引更多的 IT 界人士參與，組織開發更為友好簡便的分析工具，也許會讓更多的公眾參與數據的分析。

除了積极參与地球生物基因組計劃，華大基因還在人工合成染色體方面做出了貢獻。3月10日，國際頂級學術期刊《科學》，同時刊發了中國科學家 4 篇研究長文，介紹了真核生物基因組設計與化學合成方面的系列重大突破，在該項目中，我國人工合成了 4 條真核生物染色開啟了「再造生命」新紀元。而該項目中也有來自華大基因的科學家。

華大基因相關人士向澎湃新聞記者介紹，破解生物基因組與人工合成染色體，就好比「讀」和「寫」兩個方面，二者相輔相成。

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