生命的“國庫”：探秘首個(gè)國家基因庫

生命的“國庫”：探秘首個(gè)國家基因庫

返老還童、復(fù)活恐龍……9月22日，中國首個(gè)國家基因庫帶著“留存現(xiàn)在、締造未來”的使命在深圳正式運(yùn)行。中國將擁有這樣一艘“諾亞方舟”，承載人類及其他生物的遺傳樣本和密碼。

國家基因庫里藏著什么

在基因時(shí)代，這樣的未來可期：到醫(yī)院看病，只需自己的基因作為“身份證”和病歷；想“返老還童”，保存完好的干細(xì)胞就能輕松搞定；憨態(tài)可掬的大熊貓不再稀奇，就在你家庭院里懶洋洋地打盹；遠(yuǎn)古的恐龍、猛犸象不只活在特效里，它們?cè)诓┪镳^奇妙之夜真實(shí)復(fù)活……

通向這樣的未來，需要一些堅(jiān)實(shí)的“磚石”——生物樣本和數(shù)據(jù)。這正是我國唯一一座國家基因庫的定位：有效保護(hù)、開發(fā)、利用遺傳資源，提高我國生命科學(xué)研究和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，維護(hù)國家生物信息安全，助力全球生命科學(xué)發(fā)展。

2011年，國家發(fā)改委等4部委批復(fù)同意深圳依托華大基因研究院組建國家基因庫。國家基因庫位于深圳市大鵬新區(qū)觀音山腳下，一期占地面積4.75萬平方米。

“三庫兩平臺(tái)”，是國家基因庫主任梅永紅描述基因庫內(nèi)容時(shí)使用頻次最高的一個(gè)概念。三庫即生物信息數(shù)據(jù)庫、生物樣本資源庫、生物活體庫，兩平臺(tái)即數(shù)字化平臺(tái)、合成與基因編輯平臺(tái)。

據(jù)梅永紅介紹，與美國、歐盟、日本其他三大世界級(jí)的基因庫不同，中國國家基因庫不僅僅是數(shù)據(jù)庫，而是國際上現(xiàn)有的各類生物樣本庫、數(shù)據(jù)庫、生物多樣性庫、疾病庫等的綜合升級(jí)版。除了“干庫”（即基因、蛋白、分子、影像等多組學(xué)生物信息數(shù)據(jù)庫）、“濕庫”（多樣性生物樣本和物種遺傳資源庫）之外，國家基因庫還引入了“活庫”，即生物活體庫，包括動(dòng)物資源、植物資源、微生物資源和海洋資源等。

不妨把它想象成這樣一個(gè)載體：它是人類博物館、植物園、動(dòng)物園、海洋館、微生物館的集合，這里存儲(chǔ)的將不僅是一個(gè)個(gè)標(biāo)本原型和實(shí)物，還有一粒種子、一個(gè)細(xì)胞、一管血液、一口唾沫、一段脫氧核糖核酸、一條數(shù)據(jù)……

“三庫兩平臺(tái)”的建設(shè)，最終為的是解決生命數(shù)據(jù)的“存、讀、懂、寫、用”5個(gè)作用。

“通俗地說，就是我們要把全球的生物資源都收集起來，用測(cè)序儀讀取萬物的遺傳數(shù)據(jù)，用超級(jí)計(jì)算機(jī)算出結(jié)果，用合成與編輯平臺(tái)寫出生命代碼，最后用來為人類服務(wù)?！泵酚兰t說。

這是我們的“生命銀行”

“高大上”的國家基因庫看似很遙遠(yuǎn)，但其實(shí)跟每個(gè)人都息息相關(guān)。華大基因董事長(zhǎng)汪建說，每個(gè)人一生中所有關(guān)鍵階段的標(biāo)本都應(yīng)該永久保存起來：從出生時(shí)的干細(xì)胞，到20歲時(shí)的免疫細(xì)胞，到30歲時(shí)的生殖細(xì)胞……而國家基因庫，就是儲(chǔ)存這些樣本和數(shù)據(jù)的地方，像我們的“生命銀行”。

“這類似于在人生的不同階段給自己拍照片，如果我們不拍，那就永遠(yuǎn)拍不到了。”汪建說，“老照片只能拿來做留念，但是我們?cè)诓煌A段存進(jìn)‘生命銀行’的年輕樣本，卻是在我們?cè)嚼系臅r(shí)候越有用，甚至可能在關(guān)鍵時(shí)刻救命?！?/p>

儲(chǔ)存這些數(shù)據(jù)到底有什么作用？從數(shù)年前開始，汪建就開始有意識(shí)地存儲(chǔ)自己的健康數(shù)據(jù)。這樣做的結(jié)果是，他對(duì)自己身體變化狀況了如指掌，并且根據(jù)這些數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)自己的飲食、運(yùn)動(dòng)和生活節(jié)奏，“對(duì)抗”衰老。他說，隨著國家基因庫存儲(chǔ)容量的增加，未來將會(huì)有更多人可以儲(chǔ)存和掌握自己的健康數(shù)據(jù)，過上更健康的生活。

科學(xué)家通過基因測(cè)序可以了解到疾病與特定基因的關(guān)系，最為人熟知的例子是美國影星安吉麗娜·朱莉。她有癌癥家族遺傳史，她的母親、外婆和姨媽都因癌癥去世。朱莉通過基因檢測(cè)知道自己有87%的可能性患上乳腺癌，50%的可能性患卵巢癌，從而選擇提前預(yù)防，切除了自己的乳腺和卵巢。

除了對(duì)個(gè)人，國家基因庫對(duì)保護(hù)生物多樣性也有重要意義。目前，保護(hù)人類生存環(huán)境，保護(hù)物種的多樣性已刻不容緩。汪建說，對(duì)瀕危的生命物種，我們需要盡快地將這些資源存儲(chǔ)起來，向子孫后代做一個(gè)交代。

“我們要研究生物，研究基因組學(xué)，其中一個(gè)最核心的問題就是生命之樹什么樣。這不光要解釋人類從哪里來，還要回答生命從哪里來，究竟是如何產(chǎn)生這個(gè)多姿多彩的世界。過去科學(xué)家主要通過肉眼去觀察化石、標(biāo)本，如今我們用一種更新的技術(shù)——基因組學(xué)去揭示物種之間更深刻的聯(lián)系，了解物種如何適應(yīng)環(huán)境，在基因組層面解答眾多基礎(chǔ)的生物學(xué)問題?！眹一驇旄敝魅?，華大基因研究院副院長(zhǎng)張國捷說。

生命的“國庫”，開放的平臺(tái)

“基因庫是生命科學(xué)的‘國庫’，比銀行的金庫還要寶貴。”梅永紅說，農(nóng)耕時(shí)代的核心資源是耕地，工業(yè)時(shí)代是能源，而生命科學(xué)時(shí)代則是基因。基因資源目前已成為重要的國家戰(zhàn)略資源，如精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)很大程度上依賴對(duì)基因解讀的結(jié)果?！拔磥砭珳?zhǔn)醫(yī)學(xué)方面的發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)，一定程度上是基因資源的獲得與解析”。

國家基因庫將保持開放姿態(tài)。目前，國家基因庫已與聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織、國際農(nóng)業(yè)研究磋商小組、國際生物及環(huán)境樣本庫協(xié)會(huì)、挪威斯瓦爾巴全球種子庫、美國自然歷史博物館等100多個(gè)組織和科研機(jī)構(gòu)建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，在人類健康、生物多樣性、生物進(jìn)化機(jī)制等方面開展合作研究。

“在保護(hù)種子多樣性方面，我們需要在全球范圍內(nèi)互相依靠，攜手共進(jìn)?！迸餐雇郀柊腿蚍N子庫相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，期待未來和中國國家基因庫進(jìn)一步合作，從而在環(huán)境變化和人口劇增等國際性挑戰(zhàn)下保護(hù)種子多樣性，“我們所有人都有職責(zé)來保護(hù)這些養(yǎng)活我們的種子”。

“國家基因庫是開放的平臺(tái)，一個(gè)基因庫擁有的資源總是有限的，我們希望通過更好的機(jī)制，讓大自然饋贈(zèng)給人類的基因資源能被我們充分地認(rèn)知和利用?！泵酚兰t說，未來國家基因庫一定會(huì)超越國界，在全球范圍內(nèi)集聚更多資源。

（新華社2016.9.21、《三聯(lián)生活周刊》2016年第38期等）