十年内完成约150万种生物的DNA测序，New Scientist长文报道地球基因组计划（EBP）

近日，世界第一的科学/科技新闻杂志New Scientist对地球基因组计划（EBP）进行了详细报道。发表于4月4号的题为《生物登月计划——解码所有生物的DNA》的报道文章指出，由多个国家联合发起的EBP项目的主要目标是在十年内完成大约150万种生物的DNA测序。这是一项堪比人类基因组计划的伟大计划，可称之为生物登月计划，该项目预计于今年六月份正式启动。

2015年11月，在华盛顿的美国国立博物馆举行的会议上，包括华大基因理事长杨焕明，深圳国家基因库副主任张国捷等与会的23名科学家首次提出了要在十年内完成地球上已知的所有真核生物的基因组测序的计划，随后的几次会议最终明确此计划的主要参与机构，包括美国Smithsonian Institution、英国Wellcome  Sanger研究所、中国华大以及巴西的圣保罗研究基金会（FAPESP）等。

该报道指出，生命科学发展速度迅猛，我们知道曾花费了27亿美金的人类基因组计划，不仅催生了个体化医疗的新领域，也推动了法医、考古以及生物信息学等领域发展，在经济上更是创造了超过140倍的回报（每投入1美元，平均产出达141美元）。正是因为人类基因组计划的巨大成功，以及前期在脊椎动物（万种脊椎动物基因组计划，G10K）、鸟类（万种鸟类基因组计划，B10K）、海洋无脊椎动物和植物（千种植物计划，1KP）等方面的成功尝试，才让科学家们有充足的信心提出并完成EBP项目。

此报道从植物、动物、微生物等的基因研究现状分析出发，通过采访EBP项目的主要参与者，详细说明了该项目在样本采集、数据产出等方面存在的挑战并说明当前技术平台已经成熟，具备开展如此大规模基因研究的条件。

据了解，截止目前，仅有2500种真核生物已经被测序。EBP项目，将分三个阶段完成对地球上约150万种生物的DNA测序。前三年（第一阶段），将对9000个主要的真核生物分支（9000个科）的代表物种进行测序，构建高质量参考基因组；第二个三年（第二阶段），将会测序和组装十五万个基因组草图，它们将是十五万个属（科以下的分类）的代表物种；最后四年（第三阶段），剩下的物种将会被测序。也就是说，在EBP项目进行的第一阶段，每天将完成8个以上物种的测序并同时完成高质量参考基因组序列的构建；而第二阶段和第三阶段，每天测序的物种将分别达到100和1000个。

由此可知，该项目的巨大挑战之一就是要完成庞大的测序工作。目前不断下降的测序成本与不断进步的测序技术，正是研究者们完成该项目的信心来源之一。人类基因组计划之后，个人全基因组测序成本不断降低，由最初的30亿美元下降到现在的600美元，甚至可能更低。

作为全球领先的基因组学研发中心，华大已于2015-2017年相继推出了多款自主研发的测序系统，目前已具备量产测序仪的实力，也将运用这一优势，助力EBP项目的实施。来自华大的科学家张国捷表示，当前的测序能力，已经能够在一年之内完成一百五十万种真核生物的测序。

该报道指出，除了庞大的工作外，项目还面临着许多挑战。其中一个主要挑战在于样本采集，特别是从野外获取样本。样本的许可、采集、制备和运输等方面，都存在着很多需要去解决的问题。另一方面的挑战在于海量数据的存储，该项目将产出几千Pb的数据，比每年上传到Youtube上的视频数据量还大，DNA存储等新的存储技术将会是可能的应对方案。

最后，该报道强调，在数据共享方面，项目的发起者将着力确保各方能够公平受益，EBP项目将与Juan Carlos Castilla-Rubio合作，构建地球密码银行（数据库），利用区块链技术确保数据共享的同时，保证基于数据产生的商业利益能够回馈项目的各个贡献者。

EBP项目无疑是目前地球上最大型的生命科学科研计划，将彻底改变人类对地球上生命的科学认识，并提供新的视角、认知及资源，让人们更好地应对主要由于人类活动和气候变化造成的生物多样性和栖息地变化的威胁。地球生物多样性的基础知识还可能带来新的食物来源，革命性的生物启发性材料以及治疗人类、动物和植物疾病等领域的创新成果。