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消失物种未来或可复活 猛犸象复活难在“代孕妈妈”

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消失物种未来或可复活 猛犸象复活难在“代孕妈妈”

国家基因库外景。广州日报轩慧摄

消失物种未来或可复活 猛犸象复活难在“代孕妈妈”

各种生物标本。广州日报轩慧摄

广州日报深圳讯 (记者鲍文娟)国家基因库将于今日正式运营,这是中国首个获批筹建的国家基因库,也是全球第四个国家级基因库。在昨日的运营仪式上,“基因组合成2020计划”等多个新项目启动,对于DNA的理解从数据观察到人造模仿,将让人们对生命本质有更深理解。

“国家基因库是一项生命科学时代的最基础设施。”中国工程院院士李国杰这样描述国家基因库运营的意义,“基因库的意义应放在更长远的时间轴来理解,……地球进化几十亿年才有了生命。整个宇宙100多亿年的进化集聚在基因里。保存这些基因并进行研究是件了不起的事。”

国家基因库是国际上现有的各类生物样本库、数据库、生物多样性库、疾病库等的综合升级版。

其中的罕见病基因库已检测了3000多个家庭,新发现400多种罕见病。

国家基因库已经存储了多种生物资源样本1000万份

未来目标是保存约三十万种植物、百万种动物、近千万种微生物活体资源

选址深圳“桃花源”为安保

这座建筑其外形仿照哈尼梯田而设计,层层迭进,再往上走依次会看到庞大的高通量基因测序房、超级计算房以及冷冻资源房。国家基因库执行主任、华大基因研究院院长徐讯介绍,梯田设计除了美观,更重要的是出于实际用途考虑,基因库资源需保存上百年甚至更长时间,因此对建筑使用寿命要求更高。建筑1~5层都是实地,承重能力强且安全系数高。

“这里储存的基因资源非常珍贵,考虑到安保等问题,我们选址在这个相对封闭的环境。”徐讯介绍。这也是国家基因库选址于大鹏半岛的重要原因。这里被称为深圳最后的“桃花源”,森林覆盖率超过76%。

濒危的物种有望得到保护

国家基因库究竟保存什么?国家基因库主任、华大基因农业集团董事长兼总裁梅永红介绍,国家基因库不仅仅是数据库,而是国际上现有的各类生物样本库、数据库、生物多样性库、疾病库等的综合升级版。

国家基因库的核心是基因保存。“就人类而言,从头发、牙齿、精子卵子,到血样、脐带血、干细胞以及个人遗传影像和医疗数据均会保存。植物源、动物源和种子等,活着的所有生命的资源均会保存。”徐讯介绍。截至目前,国家基因库已经存储了多种生物资源样本1000万份。“我们试图保护和保存世界约三十万种植物、百万种动物、近千万种微生物活体资源。”徐讯说,“这是全球第一个为生物多样性研究和保护提供资源的平台。”

拯救濒危物种是保存基因的最重要目的之一。国家基因库将承担濒危物种的“诺亚方舟”的重要使命。徐讯告诉记者:“保护濒危物种,国家基因库首先可建立植物动物园保护区,进行活体库保存。同时保存它们的生殖细胞等组织样本,此外,将它们的基因组信息进行数字化保存。”

已消失的物种未来或可复活

一进入这座临海环山的梯田式建筑,映入眼帘的是体型硕大的“猛犸象”雕塑。这个在4000年前就已经灭绝的物种被研究人员告知有望某天可以活蹦乱跳出现在人类面前。

徐讯介绍,人们在西伯利亚冰层里发现了完整的猛犸幼象,“研究人员获取幼象的毛发,通过基因技术和干细胞技术获得了猛犸象胚胎细胞,这意味着可以让猛犸象复活。”

目前的挑战在于找到合适的“代孕妈妈”。“猛犸象和最‘近亲’的亚洲象相隔600万年,基因组差异达到4.3%,如果怀孕极易流产。”徐讯说,如果未来有人造子宫,那复制猛犸象就成为可能。这也是之所以矗立猛犸象雕塑的深意。“只要保存了基因,濒临灭绝的物种就有复活可能。”徐讯说。

读懂DNA还有很远的路

国家基因库看似与普通人距离遥远,但其实与每个人息息相关。徐讯说:“以新生儿筛查为例。大部分儿童耳聋是出生后受外界环境或抗生素药物等损伤。但如果通过基因检测提前了解对何种药物敏感,是可以避免悲剧发生的。”

国家基因库昨日公开发布了癌症数据集成与整合分析平台、人体微生物数据库、罕见病数据库、免疫数据库、人类遗传变异数据库等,这些数据都将在政策规范指导下对外开放。其中,罕见病基因库已检测了3000多个家庭,新发现400多种罕见病。“很多药物最早都是针对罕见病基因开始的,后来发现针对罕见病基因的药物能治疗的疾病越来越多。”徐讯说。

对于人类来说,读懂DNA的奥秘为时尚早。“我们希望最终将基因组的每一个字符都弄清楚。但是目前只有1%能读懂。完全读懂数据量太大,单靠人脑不行,需要通过人工智能和大数据方式来解决。”读懂DNA,“最深刻的是人造模仿。只有完成了人工合成,才能更好地去了解这个世界。”徐讯说。

类似计划已经启动。昨日,“基因组合成2020计划”对外发布,包括到2020年完成“合成人工10万个噬菌体、人工线虫、人工拟兰芥和重塑21号染色体。”

人工合成10万个噬菌体,有望用来对付未来人类对抗生素的耐药免疫问题。“在抗生素无法抗击人类某些疾病时,噬菌体制剂可以解决这个问题。”该项目的合作方中科院深圳先进院副院长吕建成告诉记者。而一旦完成人工线虫和人工拟兰芥这两个项目,将分别是全球第一个动物基因组和植物基因组的合成诞生。

“我们之前对生命本质的理解都是来自于数据,这个项目的完成不仅仅将带来大量的应用,而且对人类自身和生命本质的认识将产生一个质的飞跃。”徐讯说。

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