科学家希望通过对每个已知物种的DNA进行测序,创建一个“生命数字图书馆”

Bjorn, aged 5, smiles as he poses with a Owl butterfly during an event to launch the Sensational Butterflies exhibition at the Natural History Museum in London, Britain March 23, 2016. REUTERS/Dylan Martinez TPX IMAGES OF THE DAY
The Earth BioGenome Project hopes to collect and sequence DNA from all 1.5 million species of complex life on Earth.Image: REUTERS/Dylan Martinez
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完成一场马拉松。写完一部小说。一月滴酒不沾。

觉得这些事情已经很有挑战性?现在,生物学家要让做这些事的人刮目相看:一个研究团队刚刚提出一项计划,拟对地球上全部150万种已知物种的DNA进行测序,这些物种都是复杂生命。

就算是穿着高跟鞋,跳伞降落在金字塔上,穿着高跟鞋,似乎也比这容易。

推动“地球生物基因组计划”(EBP)的生物学家估计,该计划将耗时10年,耗资47亿美元,但他们坚信,这项生物学领域的“登月计划”所带来的益处将远远超过这些成本。

加州大学戴维斯分校进化与生态学教授哈里斯·A·刘易斯(Harris A. Lewin)正在领导EBP项目。他与另外23位专家共同组成了自称“EBP工作组”的团队,今天在一篇论文中发表于《美国国家科学院院刊》》。

在论文中,他们详细说明了如何计划绘制每一种已知有细胞核的生物物种的生物蓝图(这类生物被称为真核生物,您或许还记得),以及为何他们的项目值得国际社会支持。

“EBP将为一种新的生物经济奠定科学基础,这种生物经济有潜力为全球各地的人们带来卫生、环境、经济和社会问题的创新解决方案,尤其是在拥有丰富生物多样性资源的欠发达国家。”刘易斯在加州大学戴维斯分校新闻稿中表示。

迄今为止,科学家仅对所有已知真核生物物种中0.2%的DNA进行了测序。这使科学家得以发现并了解许多天然存在的药物,包括从吗啡到阿司匹林。

那么,在其余99.8%未测序的物种中(或在估计有1000万至1500万种未知物种中),还隐藏着哪些可能拯救生命的化合物呢?

该团队认为,他们的项目可能会带来更多药物的发现。此外,它还可能帮助研究人员找到新的食物来源,以养活不断增长的世界人口,并找到新的资源来帮助我们保护土壤、空气和水。

“大自然的全部价值,尤其是我们的热带森林和其他生物多样性丰富的热点地区,很可能被严重低估。”该团队在论文中写道。

该项目有助于我们保护因气候变化而濒临灭绝的物种和生态系统。论文指出,某一国家或地区特有物种中的一项有价值发现,可能有助于该地区的经济发展。

EBP项目的研究人员深知,这项工作不会轻松。

鉴于许多物种的自然栖息地偏远,采集其样本将十分困难;如何存储和共享该项目预计产生的约200 PB(拍字节)数据,也将是一个难题。获得资金是另一项挑战(研究人员确实指出,得益于技术进步,整个EBP项目的成本将低于对第一个人类基因组进行测序的成本——按今天的美元计算为48亿美元)。

EBP团队对这项工作的价值充满信心。

“EBP最伟大的遗产将是知识的馈赠——一个完整的“生命数字图书馆”,它汇聚了35亿年进化历史中的集体生物智慧。”研究人员写道,“这些知识将在未来数代人的时间里指引新的发现,并可能最终决定地球上生命的存续。”

不过,别灰心。跑马拉松也很有挑战性,只是不像EBP那样具有开创性。

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