造福萬世 這個項目打算測序所有動植物物種的DNA

　　5月30日消息，據SingularityHub報道，過去10年，生物技術的進步已經促使醫藥、食品、生態和神經科學等領域取得快速進展。隨著這些進步，我們有了更大的發展目標：我們有能力生產更多的糧食，這意味著我們也許能夠進一步改造它們，使它們更健康;建立能讀取基礎思維的腦機接口，這可能意味著更先進的接口最終將能夠讀取復雜的思想。

　　在這些迅速發展的領域中，進步特別快的一個領域是基因組學，它的野心也同樣在迅速增長。地球生物基因組計劃(Earth BioGenome)旨在對地球上所有已知的真核生物的DNA進行測序，這是個技術進步和雄心相結合的光輝典范。最近發表在《美國國家科學院院刊》雜志上的一篇論文，介紹了有關該項目的最新細節。據估計，這個項目可能需要耗時10年，花費47億美元，并需要超過200PB的數字存儲空間。這些統計數字聽起來十分龐大，但實際上它們與基因組測序的歷史相比卻是微不足道的。

　　以人類基因組計劃(Human Genome Project)為例，該項目是個公共資助項目，旨在對第一個完整的人類基因組進行排序。這項工作花了十多年時間，從1990年開始，直到2003年才完成，總共花費了27億美元(相當于今天的48億美元)。現在，地球生物基因組計劃的目標是利用直線下降的成本，對地球上所有已知的真核生物基因組進行排序、分類和分析，其所耗費時間和成本與15年前大致相同。

　　“真核生物”指的是除了細菌和古生菌以外的所有生物，包括所有的植物、動物和單細胞生物。據估計，地球上大約有1000萬到1500萬個真核生物物種，從犀牛到栗鼠再到跳蚤(還有更小的生物)。在我們所記錄的230萬個物種中，我們已經測序的還不到15000個物種。

　　令人印象深刻的是，科學家們在進行這個項目時，你可能會想，這有什么意義?研究人類基因組有明顯的好處，但是我們能從破解犀牛或跳蚤的DNA中得到什么?地球生物基因組計劃基本上可以讓科學家們對地球上已知生命的高保真度、數字基因快照進行研究。

　　項目領導人之一、伊利諾伊大學卡爾·伍斯基因組生物學研究所主任、昆蟲學教授吉尼·羅賓遜(Gene Robinson)說：“該項目最偉大的遺產將是建立完整的生命數字圖書館，它將引導未來幾代人的發現。”

　　人類基因組計劃的投資回報率估計是141比1，這只是金融方面的好處。這個項目極大地促進了我們今天所知的平價基因組學的發展，這一領域有望加快發現致病基因突變的速度，并幫助他們進行診斷和治療。新的基因編輯工具(如CRISPR)已經出現，也許將來能夠治愈基因疾病。

　　如果這種回報率同樣適用于數百萬個物種，那么從中獲得的洞見以及由此帶來的具體利益可能是巨大的。例如，對農作物的基因組研究已經幫助培育出生長更快、產量更高并對害蟲和惡劣天氣有更高抗性的新作物。

　　研究人員可能會發現新的藥物，或發現更好的方法來改造用于制造或能源的有機體。他們將能夠找出復雜的發現，比如各種物種如何和何時進化的信息，這些信息到目前為止都被埋在歷史深處。

　　在這個過程中，他們將創造出世界物種數字基因庫。還有什么其他有用的基因會潛伏在那里，幫助啟發新一代的合成生物學家?

　　著名物理學家弗里曼·戴森(Freeman Dyson)2007年曾說過：“將來，設計基因組將是一件私人的事情，一種與繪畫或雕塑一樣具有創造性的新藝術形式。新創造的作品很少會成為杰作，但很多作品會給它們的創造者帶來歡樂，給我們的動物和植物帶來變化。”

　　僅僅過了十多年，他的愿景就像不久之前的科幻小說一樣，正在接近現實。地球生物基因組計劃會將地球生命的基因調色板放置在未來合成生物學家的指尖上。

　　但這還不是個完整計劃。除了資金外，該項目的許多細節還有待完善。其中一個最大的問題是，科學家們將如何完成收集地球上所有已知物種完整DNA樣本的龐大任務。有些博物館的標本將會被使用，這樣DNA就能產生高質量的基因組，但很多物種標本可能沒有被保存下來。一個重要的樣本來源將是全球基因組生物多樣性網絡。

　　羅賓遜說：“基因組學能幫助科學家開發新藥物和可再生能源，養活不斷增長的人口，保護環境，支持人類的生存和福祉。地球生物基因組計劃將讓我們了解生命的歷史和多樣性，并幫助我們更好地了解如何保存它。”