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埃莉诺卡尔森解释了全球绘制所有植物动物真菌等基因组的努力

导读 在 GenBank [NIH 基因序列数据库] 中,只有不到 1% 的真核物种具有代表性的基因组序列,其中只有一小部分具有关于基因组结构、遗传变...

“在 GenBank [NIH 基因序列数据库] 中,只有不到 1% 的真核物种具有代表性的基因组序列,其中只有一小部分具有关于基因组结构、遗传变异、基因表达、表观遗传修饰和种群多样性的辅助信息,” UMass Chan 医学院分子医学副教授、PNAS 观点论文“达尔文基因组学和生命之树的多样性”的主要作者 Karlsson 博士说。她还是麻省理工学院和哈佛大学博德研究所脊椎动物基因组学组的主任。

“进化是一种无与伦比的研究工具,”她说。“通过比较物种之间和物种之间的基因组,并将基因组变异与细胞、生物体和生态系统的变化联系起来,我们可以获得以深不可测的规模进行的自然实验的结果。”

通过消除将比较基因组学和人类基因组学划分为不同学科的障碍,并与非基因组学科相结合,Karlsson 设想了一个未来,每个物种都被转化为“模式生物”,以加速生物医学的发现。

例如,其他物种通常表现出进化和遗传适应,使它们能够耐受人类可能导致疾病的条件。例如,冬眠的哺乳动物在为冬眠做准备时变得肥胖和胰岛素抵抗,这种情况在生物学上与人类糖尿病引起的情况没有什么不同。然而,冬眠的哺乳动物在春天从这种状态中健康地出现。现代比较基因组学提供了一个机会来探索这一生理学的壮举,寻找这一过程的遗传线索。反过来,这种知识可能会提供对治疗肥胖和糖尿病有用的生物学见解。

地球生物基因组计划于 2018 年 11 月启动,其目标是在未来十年内提供所有 180 万种植物、动物和真菌以及单细胞真核生物的完整 DNA 序列目录。

如果不采取行动遏制气候变化和保护全球生态系统的健康,预计到本世纪末地球将失去 50% 的生物多样性。地球生物基因组项目工作组主席兼杰出教授哈里斯·莱温 (Harris Lewin) 说,为所有已知真核生物创建一个 DNA 序列数字图书馆,有助于产生有效的工具,以防止生物多样性丧失和病原体传播、监测和保护生态系统以及增强生态系统服务。加州大学戴维斯分校进化与生态学博士。

该项目作为一个国际网络网络,协调众多特定群体、区域和国家规模的努力,例如加州保护基因组计划、英国和爱尔兰的达尔文生命树、脊椎动物基因组计划和 10,000鸟类基因组计划。

地球生物基因组计划的前两年代表了启动阶段。第 1 阶段(到 2023 年)的目标是产生代表约 9,400 个分类家族的参考基因组。到目前为止,附属项目已经产生了大约200个这样的参考基因组,预计到2022年底完成测序、组装和注释3000多个,约占一期目标的三分之一。

截至 2021 年 12 月,该项目包括来自除南极洲以外各大洲 22 个国家的 44 个成员机构的 5000 名科学家和技术人员。有 49 个附属项目,涵盖了大多数主要的真核生物分类群,这些项目可以获得来自博物馆藏品和野外生物学家的数以万计的高质量样本。最近,22 个国家的一组非洲机构作为非洲生物基因组项目上线。正在实施用于发现和识别物种的 DNA 条形码技术的 BIOSCAN 和致力于发现可能构成大流行威胁的新病毒的全球病毒组项目也作为附属机构加入。

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