9月20日,一名工作人員走過(guò)國家基因庫的展廳。
在西方神話(huà)中,諾亞建造了一艘方舟,帶著(zhù)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)細胞、一管血液、一口唾沫、一段脫氧核糖核酸、一條數據……這些不起眼的“現在”可能是構建未來(lái)生物科技和產(chǎn)業(yè)的磚石。在現實(shí)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(shí)代的戰略性資源。
9月22日起在深圳開(kāi)始運營(yíng)的國家基因庫正是帶著(zhù)“留存現在、締造未來(lái)”的使命誕生。中國將擁有這樣一艘“諾亞方舟”,承載人類(lèi)及其他生物的遺傳樣本和密碼。新華社記者毛思倩攝
新華社深圳9月21日電題(記者馬曉澄、孫飛、肖思思):中國“諾亞方舟”起航——揭秘搭載生物遺傳密碼的國家基因庫
在西方神話(huà)中,諾亞建造了一艘方舟,帶著(zhù)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)細胞、一管血液、一口唾沫、一段脫氧核糖核酸、一條數據……這些不起眼的“現在”可能是構建未來(lái)生物科技和產(chǎn)業(yè)的磚石。在現實(shí)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(shí)代的戰略性資源。
22日起在深圳開(kāi)始運營(yíng)的國家基因庫正是帶著(zhù)“留存現在、締造未來(lái)”的使命誕生。中國將擁有這樣一艘“諾亞方舟”,承載人類(lèi)及其他生物的遺傳樣本和密碼。
國家基因庫里有什么?
在基因時(shí)代,這樣的未來(lái)可期:到醫院看病,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)復活……
通向這樣的未來(lái),需要一些堅實(shí)的“磚石”——生物樣本和數據。這正是我國唯一一座國家基因庫的定位:有效保護、開(kāi)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觀(guān)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容時(shí)使用頻次最高的一個(gè)概念。
據梅永紅介紹,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據庫,而是國際上現有的各類(lèi)生物樣本庫、數據庫、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)生物信息數據庫)、“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。
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,這里存儲的將不僅是一個(gè)個(gè)標本原型和實(shí)物,還有一粒種子、一個(gè)細胞、一管血液、一口唾沫、一段脫氧核糖核酸、一條數據……
“兩平臺”指的是數字化平臺和合成與編輯平臺?!叭龓靸善脚_”的建設,最終為的是解決生命數據的“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),用測序儀讀取萬(wàn)物的遺傳數據,用超級計算機算出結果,用合成與編輯平臺寫(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,國家基因庫已存儲多種生物資源樣本1000萬(wàn)份;初步建立基因信息數據和生物樣本采集、存儲、管理相關(guān)標準和技術(shù)規范,發(fā)布深圳市地方標準5項,申請國際、國內標準10項,申請國內外專(zhuān)利46項,出版基因資源專(zhuān)著(zhù)8本。目前已開(kāi)展國際/國家重點(diǎn)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,但其實(shí)跟每個(gè)人都息息相關(guān)。華大基因董事長(cháng)汪建說(shuō),每個(gè)人一生中所有關(guān)鍵階段的標本都應該永久保存起來(lái):從出生時(shí)的干細胞,到20歲時(shí)的免疫細胞,到30歲時(shí)的生殖細胞……而國家基因庫,就是儲存這些樣本和數據的地方,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,那就永遠拍不到了?!蓖艚ㄕf(shuō),“老照片只能拿來(lái)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>
存儲這些數據到底有什么作用?從數年前開(kāi)始,汪建就開(kāi)始有意識地存儲自己的健康數據。這樣做的結果是,他對自己身體變化狀況了如指掌,并且根據這些數據設計自己的飲食、運動(dòng)和生活節奏,“對抗”衰老。他說(shuō),隨著(zhù)國家基因庫存儲容量的增加,未來(lái)將會(huì )有更多人可以?xún)Υ婧驼莆兆约旱慕】禂祿?,過(guò)上更健康的生活。
除了對個(gè)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(lèi)生存環(huán)境,保護物種的多樣性已刻不容緩。汪建說(shuō),對瀕危的生命物種,我們需要盡快地將這些資源存儲起來(lái),向子孫后代做一個(gè)交代。
生命的“國庫”,開(kāi)放的平臺
人類(lèi)越來(lái)越認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運而生,尤其是美國、歐洲、日本先后建立了大型基因數據庫,這三大庫里的生物信息數據幾乎涵蓋所有已知的脫氧核糖核酸、核糖核酸和蛋白質(zhì)數據。
國家基因庫執行主任徐訊說(shuō):“中國亟須這樣一個(gè)平臺,從國家層面對具有中國特色的生物樣本和基因數據進(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(shuō),農耕時(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?;蛸Y源目前已成為重要的國家戰略資源,如精準醫學(xué)很大程度上依賴(lài)對基因解讀的結果?!拔磥?lái)精準醫學(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(kāi)放姿態(tài)。目前,國家基因庫已與聯(lián)合國糧食及農業(yè)組織、國際農業(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)組織和科研機構建立戰略合作關(guān)系,在人類(lèi)健康、生物多樣性、生物進(jìn)化機制等方面開(kāi)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互相依靠,攜手共進(jìn)?!迸餐雇郀柊腿蚍N子庫相關(guān)負責人表示,期待未來(lái)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下保護種子多樣性,“我們所有人都有職責來(lái)保護這些養活我們的種子”。
“國家基因庫是開(kāi)放的平臺,一個(gè)基因庫擁有的資源總是有限的,我們希望通過(guò)更好的機制,讓大自然饋贈給人類(lèi)的基因資源能被我們充分地認知和利用?!泵酚兰t說(shuō),未來(lái)國家基因庫一定會(huì )超越國界,在全球范圍內集聚更多資源。
“國家基因庫也面臨著(zhù)很大的挑戰,尤其是如何跟國際公約、標準接軌?!甭?lián)合國糧食及農業(yè)組織助理總干事王韌說(shuō),“但是我們相信,國家基因庫將在未來(lái)對基因科技的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響?!?/p>