地球生物基因组计划是一个全球联盟，旨在在十年内对地球上所有复杂生命(约180万个已描述的物种)的基因组进行测序，该计划正在加速推进。
该项目的起源、目标和进展在2022年1月18日发表的两篇多作者论文中详细阐述。一旦完成，它将永远改变生物研究的方式。
具体来说，研究人员将不再局限于少数几个“模式物种”，而且将能够挖掘任何具有有趣特征的生物的DNA序列数据库。这一新信息将帮助我们了解复杂的生命是如何进化的，它是如何运作的，以及如何保护生物多样性。
该项目于2016年首次提出，我很荣幸于2018年在伦敦的启动仪式上发言。目前，该公司正处于从启动阶段向全面生产阶段过渡的过程中。
第一阶段的目标是对地球上大约9400个分类学家族中的一个基因组进行测序。到2022年底，这些物种的三分之一应该完成。第二阶段将对所有18万个属中的一个代表进行测序，第三阶段将标志着所有物种的完成。
DNA序列。
的即时通讯怪异物种的重要性
地球生物基因组计划的宏伟目标是对地球上所有180万个被描述的复杂生命物种的基因组进行测序。这包括所有的植物、动物、真菌和具有真核的单细胞生物(即所有的“真核生物”)。
虽然像老鼠、西洋菜、果蝇和线虫这样的模型生物对我们理解基因功能非常重要，但能够研究其他工作方式略有不同的物种是一个巨大的优势。
许多重要的生物学原理都来自于对神秘生物的研究。例如，著名的基因是由格雷戈尔·孟德尔在豌豆中发现的，支配这些基因的规则是在红面包霉菌中发现的。
DNA首先是在鲑鱼精子中发现的，我们对一些系统的知识，以确保它的安全来自于对缓步动物的研究。染色体首先在粉虫和甲虫的性染色体中被发现(性染色体的作用和进化也在鱼类和鸭嘴兽中被探索)。在池塘浮渣中发现了染色体末端的端粒。
回答生物问题，保护生物多样性
比较近缘物种和远缘物种为发现基因的作用和调控机制提供了巨大的力量。例如，在美国国家科学院院刊的另一篇论文中，我和我在堪培拉大学的同事发现，澳大利亚龙蜥蜴通过性别基因附近的染色体来调节性行为，而不是通过DNA序列本身。
科学家们还利用物种比较来追溯基因和调节系统的进化起源，这可以揭示近10亿年来基因功能的惊人保存。例如，同样的基因参与了人类和果蝇的视网膜发育。在乳腺癌中发生突变的BRCA1基因负责修复植物和动物的DNA断裂。
动物的基因组也远比人们想象的更为保守。例如，我和几位同事最近证明，动物染色体有6.84亿年前的历史。
同样令人兴奋的是，探索基因组的“暗物质”，并揭示不能编码蛋白质的DNA序列如何在基因组功能和进化中发挥作用。
地球生物基因组计划的另一个重要目标是保护基因组学。该领域使用DNA测序来识别濒危物种，包括世界上约28%的复杂生物，帮助我们监测它们的遗传健康状况，并为管理提供建议。
没有罗这是一个不可能完成的任务
直到最近，大型基因组测序需要数年时间和数百万美元。但是，随着技术的进步，现在只需要几千美元就可以对大型基因组进行测序和组装。以今天的美元计算，整个地球生物基因组计划的成本将低于人类基因组计划，后者的总价值约为30亿美元。
在过去，研究人员必须以数百万个微小的DNA片段为基础，通过化学方法确定这四个碱基的顺序，然后再将整个序列粘贴在一起。如今，它们可以根据物理性质来标记不同的碱基，或者将四种碱基分别与不同的染料结合。新的测序方法可以扫描长链DNA分子，这些DNA分子被固定在微小的试管中，或者被挤压在膜上的小孔中。
染色体由四个碱基对的长双螺旋排列组成，它们的序列指定了基因。DNA分子在末端被端粒盖住。
为什么序列一切吗?
但是为什么不通过对关键的代表性物种进行测序来节省时间和金钱呢?
地球生物基因组计划的重点是利用物种之间的差异进行比较，同时也在异常值中捕捉非凡的创新。
还有一种错过的恐惧。例如，如果我们只对70000种线虫中的6999种进行排序，我们可能会错过揭示线虫如何在动植物中导致疾病的秘密的那一种。
目前有22个国家的44个附属机构参与地球生物基因组计划。此外，还有49个附属项目，包括大型项目，如加州保护基因组项目、鸟类10000基因组项目和英国达尔文生命树项目，以及许多针对蝙蝠和蝴蝶等特定群体的项目。
本文作者珍妮·格雷夫斯，拉筹伯大学遗传学特聘教授、副校长。
这篇文章最初发表在The Conversation上。
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