《脊椎動物基因體計劃》全面啟動 物種保護與復育關鍵一步

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Genome 10K 聯盟(簡稱 G10K) 於 2009 年成立,起初計劃完成至少 10000 種脊椎動物物種的基因體定序。

由於基因定序技術的快速進步和成本降低,所以 G10K 於上週舉行的 2018 年年會中(9 月 12 日至 9 月 14 日)宣布,他們將啟動基因諾亞方舟計畫——《脊椎動物基因體計劃》(Vertebrate Genomes Project, VGP),也就是匯集地球上 66000 種脊椎動物的高質量基因體序列,包括哺乳類、鳥類、爬蟲類、兩棲類和魚類等動物,估計總成本為 6 億美元,預計有來自 12 個國家,共 50 個組織的 150 名科學家參與在其中。

G10K 於會中也先發布其前 15 種脊椎動物高質量參考基因體定序結果,包括  4 種哺乳類(2 種蝙蝠物種、加拿大猞猁和鴨嘴獸)、5 種魚類、4 種鳥類(包含雄性和雌性的斑胸草雀)、1 種爬蟲類和 1 種兩棲類。

與人類基因體定序計劃一樣,VGP 不僅是動物基因定序,它其實也代表人類在高解析度定序(high-resolution sequencing)和基因體補完方法(genome-assembly methods)方面不斷努力,像是 VGP 研究團隊為了產生高質量的基因體補完,強調“長讀取”(long-reads)而不是“短讀取”(short-reads),因為產生更長的連續遺傳數據區塊將比產生更短的遺傳數據更有利完成定序,也將更容易補完整個染色體 DNA 序列。因此,不用再拼數百萬的拼圖片,長讀取僅需數千個拼圖片僅可成完一個大拼圖。

此外,該研究團隊將避免將雄性和雌性染色體結合到單個基因體中,因為它導致太多錯誤。因此,他們在該研究過程中,分別匯集物種個體的父系和母系 DNA。

不久之前,G10K 仍需要花費數百萬美元和數年的努力,才能完成單動物的基因體定序。美國國家衛生研究院國家人類基因體研究所的 G10K 主席和負責人Adam Phillippy 表示,新的定序技術很快就可以在一周內建立一個完整的基因體資料庫。

該研究團隊期盼,能夠過 VGP 解決生物學和疾病問題,並且對演化、基因體學和保護生物學領域產生直接影響。此外,建立完整的地球脊椎動物物種的基因體資料庫(gene bank,或稱基因體銀行),能幫助人類了解物種滅絕的原因,包括該物種的歷史是否發生近親繁殖、瓶頸,進而導致遺傳多樣性下降,並且找出防止滅絕的方法,甚至在未來還有可能恢復已滅絕的物種。

延伸閱讀:千人基因組計畫 人類史上最偉大的資源共享

參考資料:
1. https://genome10k.soe.ucsc.edu/2018/09/14/scientists-look-to-map-the-genes-of-thousands-of-animals-3/
2. https://gizmodo.com/plan-to-build-a-genetic-noah-s-ark-includes-a-staggerin-1829010545

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