為了對(duì)人魚(yú)基因組中的遺傳信息進(jìn)行研究,深圳華大生命科學(xué)研究院、斯洛文尼亞盧布爾雅那大學(xué)和丹麥奧胡斯大學(xué)聯(lián)合開(kāi)展了人魚(yú)基因組計(jì)劃(The Proteus Genome Project, 簡(jiǎn)稱(chēng)PGP),這也是有史以來(lái)最大的基因組測(cè)序計(jì)劃之一。值得關(guān)注的是,這一計(jì)劃近期已完成草圖。△華大智造與盧布爾雅那大學(xué)于2018年簽署項(xiàng)目合作協(xié)議
洞螈是一種兩棲類(lèi)珍稀動(dòng)物,科學(xué)界對(duì)其基因組序列充滿著極大興趣,因?yàn)樗兄谌藗儼l(fā)現(xiàn)洞螈的進(jìn)化過(guò)程及其適應(yīng)洞穴生活的環(huán)境因素。此外,了解該兩棲動(dòng)物的發(fā)育過(guò)程,特別是其身體受損部位的再生能力,有助于業(yè)界借助再生醫(yī)學(xué)進(jìn)行治療,研究人類(lèi)疾病的新療法,深入了解衰老及探索延緩衰老的方法。然而,洞螈基因組十分龐大,超過(guò)了人類(lèi)基因組大小的15倍。這項(xiàng)測(cè)序任務(wù)對(duì)任何科學(xué)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)都十分艱巨。為了克服有史以來(lái)最大的基因組測(cè)序所帶來(lái)的挑戰(zhàn),洞螈基因組測(cè)序項(xiàng)目采用了深圳華大智造科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“華大智造”)研發(fā)的尖端DNA納米球測(cè)序技術(shù)(DNBSEQ?),并利用華大智造豐富的測(cè)序和計(jì)算資源,對(duì)超過(guò)一萬(wàn)億(1012)的核苷酸(核酸的基本組成單位)進(jìn)行測(cè)序。這意味著平均每個(gè)核苷酸被讀取160次,這些數(shù)據(jù)將組合成最終的基因組序列。洞螈不僅是最大的穴居動(dòng)物,也是所有兩棲動(dòng)物中壽命最長(zhǎng)的,有記錄顯示其壽命超過(guò)100年,是其他蠑螈的四倍。此外,其衰老過(guò)程十分緩慢,執(zhí)行人魚(yú)基因組計(jì)劃的科學(xué)家們希望找到洞螈壽命長(zhǎng)的原因,并利用其研究成果提升人類(lèi)健康和生活水平。洞螈在食物豐富時(shí)會(huì)多食,也能承受長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的饑餓。盡管體重忽大忽小,但這種動(dòng)物仍能保持健康長(zhǎng)壽,這是一個(gè)謎。科學(xué)家們通過(guò)測(cè)序得到的基因組數(shù)據(jù)將有助于挖掘這些現(xiàn)象背后的生理機(jī)制。此外,洞螈具有強(qiáng)大的再生能力,尤其是在四肢或身體其他部位受損甚至缺失時(shí),對(duì)其進(jìn)行研究有助于科學(xué)家理解成體細(xì)胞的多能性。這是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的偉大目標(biāo)之一,對(duì)人魚(yú)基因組的探索可以解答這一難題。在生物多樣性方面,洞螈是巴爾干半島迪納里克喀斯特洞穴的特有物種,在斯洛文尼亞尤為豐富。它是該國(guó)的標(biāo)志之一,代表著其豐富的自然遺產(chǎn),包括地下動(dòng)物群和原始水源為代表的生物多樣性。作為全球地下生命最著名的代表之一,它是保護(hù)地下環(huán)境的旗艦物種。由于污染和棲息地的破壞,洞螈現(xiàn)已瀕臨滅絕,某些種群數(shù)量急劇減少。人魚(yú)基因組計(jì)劃還將想方設(shè)法評(píng)估這些種群的進(jìn)化狀況,確定其數(shù)量并制定最佳的保護(hù)策略。
中國(guó)和斯洛文尼亞都擁有較大且具有全球意義的巖溶景觀地區(qū),人魚(yú)基因組計(jì)劃旨在兩國(guó)長(zhǎng)期合作的基礎(chǔ)上更科學(xué)地探索和保護(hù)喀斯特生態(tài)系統(tǒng)寶貴的自然資源。華大代表中國(guó)承擔(dān)了國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃1%的任務(wù),如今已發(fā)展成為全球最大的基因組學(xué)機(jī)構(gòu)之一,并在跨科學(xué)領(lǐng)域的基因研究中處于最前沿水平。斯洛文尼亞盧布爾雅那大學(xué)與華大在人魚(yú)基因組計(jì)劃上的合作結(jié)合了DNA測(cè)序、基因組學(xué)和洞穴生物學(xué)領(lǐng)域最專(zhuān)業(yè)的知識(shí),旨在推動(dòng)科學(xué)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步。
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