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)實世界中,美國,、歐盟和日本都擁有世界級基因庫,,由此掌握生命經(jīng)濟時代的戰(zhàn)略性資源。
22日起在深圳開始運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,。
國家基因庫里有什么?
在基因時代,,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復(fù)活……
通向這樣的未來,需要一些堅實的“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,、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,,依次會看到龐大的高通量基因測序房,、超級計算房以及冷凍資源房。
“三庫兩平臺”,,是國家基因庫主任梅永紅描述基因庫內(nèi)容時使用頻次最高的一個概念。
據(jù)梅永紅介紹,,與美國,、歐盟、日本其他三大世界級的基因庫不同,,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載體:它是人類博物館,、植物園、動物園,、海洋館,、微生物館的集合,這里存儲的將不僅是一個個標(biāo)本原型和實物,,還有一粒種子,、一個細(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”指的是數(shù)字化平臺和合成與編輯平臺,?!叭龓靸善脚_”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),用超級計算機算出結(jié)果,,用合成與編輯平臺寫出生命代碼,,最后用來為人類服務(wù)?!泵酚兰t說,。
目前,,國家基因庫已存儲多種生物資源樣本1000萬份;初步建立基因信息數(shù)據(jù)和生物樣本采集、存儲,、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,申請國際,、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)10項,,申請國內(nèi)外專利46項,出版基因資源專著8本,。目前已開展國際/國家重點科研項目20余項,,合作項目共發(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),,但其實跟每個人都息息相關(guān)。華大基因董事長汪建說,,每個人一生中所有關(guān)鍵階段的標(biāo)本都應(yīng)該永久保存起來:從出生時的干細(xì)胞,,到20歲時的免疫細(xì)胞,到30歲時的生殖細(xì)胞……而國家基因庫,,就是儲存這些樣本和數(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‘生命銀行’的年輕樣本,,卻是在我們越老的時候越有用,,甚至可能在關(guān)鍵時刻救命?!?/p>
存儲這些數(shù)據(jù)到底有什么作用,?從數(shù)年前開始,汪建就開始有意識地存儲自己的健康數(shù)據(jù),。這樣做的結(jié)果是,,他對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)計自己的飲食,、運動和生活節(jié)奏,,“對抗”衰老。他說,,隨著國家基因庫存儲容量的增加,,未來將會有更多人可以儲存和掌握自己的健康數(shù)據(jù),,過上更健康的生活。
除了對個人,國家基因庫對保護生物多樣性也有重要意義,。目前,,保護人類生存環(huán)境,保護物種的多樣性已刻不容緩,。汪建說,,對瀕危的生命物種,我們需要盡快地將這些資源存儲起來,,向子孫后代做一個交代,。
生命的“國庫”,開放的平臺
人類越來越認(rèn)識到基因資源以及保護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:“中國亟須這樣一個平臺,,從國家層面對具有中國特色的生物樣本和基因數(shù)據(jù)進行有效保存、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)耕時代的核心資源是耕地,,工業(yè)時代是能源,,而生命科學(xué)時代則是基因,?;蛸Y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”。
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、挪威斯瓦爾巴全球種子庫,、美國自然歷史博物館等100多個組織和科研機構(gòu)建立戰(zhàn)略合作關(guān)系,,在人類健康、生物多樣性,、生物進化機制等方面開展合作研究,。
“在保護種子多樣性方面,我們需要在全球范圍內(nèi)互相依靠,,攜手共進,。”挪威斯瓦爾巴全球種子庫相關(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)下保護種子多樣性,“我們所有人都有職責(zé)來保護這些養(yǎng)活我們的種子”,。
“國家基因庫是開放的平臺,,一個基因庫擁有的資源總是有限的,我們希望通過更好的機制,,讓大自然饋贈給人類的基因資源能被我們充分地認(rèn)知和利用,。”梅永紅說,,未來國家基因庫一定會超越國界,,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基因科技的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,?!?/p>