《脊椎动物基因体计划》全面启动 物种保护与复育关键一步

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Genome 10K 联盟(简称 G10K) 于 2009 年成立,起初计划完成至少 10000 种脊椎动物物种的基因体定序。

由于基因定序技术的快速进步和成本降低,所以 G10K 于上周举行的 2018 年年会中(9 月 12 日至 9 月 14 日)宣布,他们将启动基因诺亚方舟计画——《脊椎动物基因体计划》(Vertebrate Genomes Project, VGP),也就是汇集地球上 66000 种脊椎动物的高质量基因体序列,包括哺乳类、鸟类、爬虫类、两栖类和鱼类等动物,估计总成本为 6 亿美元,预计有来自 12 个国家,共 50 个组织的 150 名科学家参与在其中。

G10K 于会中也先发布其前 15 种脊椎动物高质量参考基因体定序结果,包括  4 种哺乳类(2 种蝙蝠物种、加拿大猞猁和鸭嘴兽)、5 种鱼类、4 种鸟类(包含雄性和雌性的斑胸草雀)、1 种爬虫类和 1 种两栖类。

与人类基因体定序计划一样,VGP 不仅是动物基因定序,它其实也代表人类在高分辨率定序(high-resolution sequencing)和基因体补完方法(genome-assembly methods)方面不断努力,像是 VGP 研究团队为了产生高质量的基因体补完,强调“长读取”(long-reads)而不是“短读取”(short-reads),因为产生更长的连续遗传数据区块将比产生更短的遗传数据更有利完成定序,也将更容易补完整个染色体 DNA 序列。因此,不用再拼数百万的拼图片,长读取仅需数千个拼图片仅可成完一个大拼图。

此外,该研究团队将避免将雄性和雌性染色体结合到单个基因体中,因为它导致太多错误。因此,他们在该研究过程中,分别汇集物种个体的父系和母系 DNA。

不久之前,G10K 仍需要花费数百万美元和数年的努力,才能完成单动物的基因体定序。美国国家卫生研究院国家人类基因体研究所的 G10K 主席和负责人Adam Phillippy 表示,新的定序技术很快就可以在一周内建立一个完整的基因体数据库。

该研究团队期盼,能够过 VGP 解决生物学和疾病问题,并且对演化、基因体学和保护生物学领域产生直接影响。此外,建立完整的地球脊椎动物物种的基因体数据库(gene bank,或称基因体银行),能帮助人类了解物种灭绝的原因,包括该物种的历史是否发生近亲繁殖、瓶颈,进而导致遗传多样性下降,并且找出防止灭绝的方法,甚至在未来还有可能恢复已灭绝的物种。

延伸阅读:千人基因组计画 人类史上最伟大的资源共享

参考资料:
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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