PNAS｜지구생물지놈사업 원년
전 세계에는 약 180만 마리의 명명된 진핵생물(일반적으로 더 높은 세포핵 구조를 가진 유기체)이 있습니다. EBP(Earth BioGenome Project)는 2018년 11월에 시작되었습니다. 모든 개체의 게놈 서열을 분석하는 것을 목표로 합니다. 게놈 데이터와 게놈 연구를 통해 전 세계 생물 다양성의 보존과 활용을 촉진하기 위해 알려진 진핵 생물을 소개합니다.
이 야심찬 계획은 캘리포니아 대학교 데이비스 캠퍼스의 유전체학자 Harris Levine과 BGI 그룹의 유전체학자 Yang Huanming, Xu Xun, Zhang Guojie의 공동 주도로 시작되었습니다. EBP의 첫 2년(즉, 2018~2020년)은 프로젝트의 시작 단계인 2020년 말 프로젝트 1단계를 시작으로 지난 1년은 프로젝트의 시작 해이자 중요한 진전.
최근 PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences)는 EBP에 관한 특별 앨범을 발표했습니다. 이 앨범에는 BGI가 참여한 두 편의 기사가 포함되어 있으며 초기 단계에서 EBP 프로젝트의 중요한 진전과 미래를 검토하는 데 중점을 두고 있습니다. 당면한 과제와 녹색 식물 게놈 연구 현황.
PNAS 공식 웹사이트 스크린샷
프로젝트의 첫 2년 동안 핵심 임무는 국제 협력을 촉진하고 더 많은 팀과 파트너가 참여할 수 있도록 유치하는 동시에 동시에 , 일련의 표준 및 사양을 공식화합니다. 모든 당사자는 합의된 사양에 따라 계획된 방식으로 더 많은 게놈 시퀀싱 작업을 완료할 것입니다.
이를 위해 EBP 사업은 전반적인 조직과 관리를 개선하고, 검체채취바우처센터, 게놈기술센터, 부설특수센터 등 국제교류기관을 설립하고, 다수의 표준과 규격을 제정했다. 내용 프로젝트 참여, 데이터 공유, 지적재산권 획득 및 공유 등을 포함하며, 이를 활용하여 프로젝트 참여자의 다양성, 공정성, 포용성 및 정의를 증진합니다.
프로젝트 협력 프레임워크 개발을 기반으로 현재 대부분의 주요 진핵생물 분류군을 포괄하는 43개의 EBP 관련 프로젝트가 있으며, 박물관 소장품과 현장 생물학자에게 수만 개의 고품질 샘플을 제공합니다. 만들어졌습니다. 회원 기관 및 제휴 프로그램의 지리적 다양성에는 남극 대륙을 제외한 모든 대륙의 21개국이 포함됩니다. 아프리카 바이오게놈 이니셔티브(African Biogenome Initiative)의 일환으로 최초의 아프리카 생물다양성 게놈 프로젝트가 2021년 온라인으로 시작될 예정입니다. 앞으로도 EBP는 회원 기관과 제휴 프로젝트를 인도 아대륙, 동남아시아, 남미 등 세계의 다른 생물다양성 지역으로 더욱 확대할 계획이다. EBP의 궁극적인 성공을 위해서는 개발도상국의 과학적 역량 구축이 필요합니다.
스타트업 단계에서는 게놈 염기서열 분석 작업이 질서정연하게 진행돼 1,719종의 진핵생물에 대한 게놈 염기서열 분석이 완료됐다. 이 모든 종의 게놈 조합은 공개 데이터베이스에 저장됩니다. 이 중 316개는 '참조 게놈' 수준에 도달했다. 즉, EBP가 정한 '참조 게놈' 표준을 충족하는 것이다.
이 게놈은 분류학적으로 구별되고 중복되지 않는 200개 이상의 과를 나타냅니다. 이 외에도 2021년에는 3,021개의 가족 수준 참조 게놈이 완성될 예정이다. 결과적으로, 프로젝트의 첫 번째 해인 2021년 말까지 약 3,200개의 가족 수준 분류군에서 적어도 하나의 참조 게놈이 샘플링될 것이며 이는 프로젝트 1단계 목표의 34%를 완료하는 것과 같습니다.
프로젝트가 진행됨에 따라 BIOSCAN, Global Virome Project 등 보완적인 목표를 가진 다른 대규모 계획도 보조 프로젝트로 프로젝트에 합류했습니다. BIOSCAN의 목표는 지구상의 모든 진핵생물 종에 대한 DNA 바코드를 얻는 것입니다. 이는 EBP 샘플 신뢰성 검증 및 시퀀싱을 위한 희귀 샘플 획득에 중요합니다. 글로벌 바이롬 프로젝트(Global Virome Project)와의 협력은 숙주 종과 관련된 잠재적으로 병원성인 바이러스를 식별하고 생물감시 전략 개발을 가능하게 하는 흥미로운 방법을 창출합니다.
이러한 프로젝트 간의 높은 수준의 조정은 생물 다양성 연구와 사회적 결과에 시너지 효과를 창출할 것입니다.
그러나 프로젝트가 상당한 진전을 이루었지만 큰 어려움에도 직면해 있습니다. 그 중 가장 큰 어려움은 샘플 확보의 어려움이다. 분류학적으로 분류된 샘플의 약 50%는 Global Genome Biopersity Network의 기존 샘플에서 얻을 수 있지만, 많은 국가에서 샘플을 얻으려면 최소한 몇 주, 때로는 몇 년 동안 지속될 수 있는 다른 허가 절차가 필요할 수 있습니다. 또한 더 많은 샘플을 회수해야 하므로 샘플 식별, 보존 및 운송에 큰 어려움이 따릅니다.
동시에 샘플 확보를 기반으로 수많은 종을 시퀀싱하는 작업량도 엄청납니다. 프로젝트 계획에 따르면 1단계에서는 매년 약 3,000개의 게놈이 생산되어야 합니다. 즉, 약 10,000개의 게놈 시퀀싱이 3년 이내에 완료되어야 하며, 이는 샘플 수집, 운송, 시퀀싱 및 후속 데이터에도 큰 과제를 안겨줍니다. 분석.
게다가 프로젝트를 완료하는 데 필요한 자금도 엄청나며, 현재의 조직 방식은 더 많은 하위 프로젝트가 자체적으로 자금을 조달할 수 있도록 허용한 다음 각 하위 프로젝트가 자금을 신청할 수 있도록 추가 지원하는 것입니다. 더 많은 전반적인 프로젝트 구현 자금을 확보하는 것이 중요한 과제가 될 것입니다.
지구의 생물 다양성의 위태로운 상태를 고려할 때 지구 생물지놈 프로젝트와 관련 프로젝트는 야심찬 목표를 달성해야 합니다. David Attenborough의 말: "멸종은 영원하므로 우리의 행동은 즉각적이어야 합니다."(멸종은 영원하므로 우리의 행동은 즉각적이어야 합니다.)
모든 진핵생물 종은 숫자입니다. 수년간의 진화. 그들의 게놈에 기록된 비밀은 지구상 생명의 진화, 즉 존재와 본질에 대한 우리의 이해를 근본적으로 바꿀 수 있으며, 기후 변화가 생물 다양성에 미치는 영향을 완화하고 농업을 개선하며 지속 가능한 글로벌 바이오경제를 개발하는 완전히 새로운 방법으로 이어질 수 있습니다. , 종을 구하고 생태계를 복원하며 미래의 전염병을 예방하세요. 지구 바이오게놈 프로젝트의 시작은 매우 의미가 깊습니다.