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中国“诺亚方舟”起航
来源:贵阳新闻网   发布者:杨鹏程   日期:2016-10-08  

图为参观者在国家基因库参观标本。

图为国家基因库细胞存储平台中级实验师郑东敏将人源组织细胞样本经过培养,放入零下196摄氏度的液氮当中保存。

图为工作人员在国家基因库从超低温冰箱内拿取血浆样本。

巍峨 珠峰 世界第一高峰珠穆朗玛峰位于中国和尼泊尔两国边界上,海拔8844.43米,是喜马拉雅山脉的主峰。珠峰巍峨雄壮,是著名的旅游景点。图为珠穆朗玛峰脚下的岩羊(9月22日摄)。

秋雨 缤纷 10月4日,一场秋雨降临京城。行人的脚步与地面的反光交织在一起,为秋天的北京带来了一场色彩缤纷的“光影秀”。

唇枪 舌剑 美国东部时间9月26日晚,2016年美国总统候选人首场电视辩论在位于纽约州亨普斯特德的霍夫斯特拉大学举行,民主党的希拉里·克林顿(右)和共和党的唐纳德·特朗普首次同台正面交锋。

迷雾 围城 世界卫生组织9月27日发布的一份报告显示,全世界每年由空气污染引发的疾病估计造成超过600万人死亡。在孟加拉国达卡,一名男孩在空气污浊的街头玩耍。

在西方神话中,诺亚建造了一艘方舟,带着各种牲畜、鸟类等,躲避了大洪水,安然渡过“世界末日”。

一粒种子、一个细胞、一管血液、一口唾沫、一段脱氧核糖核酸、一条数据……这些不起眼的“现在”可能是构建未来生物科技和产业的砖石。在现实世界中,美国、欧盟和日本都拥有世界级基因库,由此掌握生命经济时代的战略性资源。

9月22日起在深圳开始运营的国家基因库正是带着“留存现在、缔造未来”的使命诞生。中国将拥有这样一艘“诺亚方舟”,承载人类及其他生物的遗传样本和密码。

国家基因库里有什么?

在基因时代,这样的未来可期:到医院看病,只需自己的基因作为“身份证”和病历;想“返老还童”,保存完好的干细胞就能轻松搞定;憨态可掬的大熊猫不再稀奇,就在你家庭院里懒洋洋地打盹;远古的恐龙、猛犸象不只活在特效里,它们在博物馆奇妙之夜真实复活……

通向这样的未来,需要一些坚实的“砖石”——生物样本和数据。这正是我国唯一一座国家基因库的定位:有效保护、开发、利用遗传资源,提高我国生命科学研究和生物产业发展水平,维护国家生物信息安全,助力全球生命科学发展。

2011年,国家发改委等4部委批复同意深圳依托华大基因研究院组建国家基因库。国家基因库位于深圳市大鹏新区,一期占地面积4.75万平方米。

“三库两平台”,是国家基因库主任梅永红描述基因库内容时使用频次最高的一个概念。

据梅永红介绍,与美国、欧盟、日本其他三大世界级的基因库不同,中国国家基因库不仅仅是数据库,而是国际上现有的各类生物样本库、数据库、生物多样性库、疾病库等的综合升级版。除了“干库”(即基因、蛋白、分子、影像等多组学生物信息数据库)、“湿库”(多样性生物样本和物种遗传资源库)之外,国家基因库还引入了“活库”,即生物活体库,包括动物资源、植物资源、微生物资源和海洋资源等。

不妨把它想象成这样一个载体:它是人类博物馆、植物园、动物园、海洋馆、微生物馆的集合,这里存储的将不仅是一个个标本原型和实物,还有一粒种子、一个细胞、一管血液、一口唾沫、一段脱氧核糖核酸、一条数据……

“两平台”指的是数字化平台和合成与编辑平台。“三库两平台”的建设,最终为的是解决生命数据的“存、读、懂、写、用”5个作用。

“通俗地说,就是我们要把全球的生物资源都收集起来,用测序仪读取万物的遗传数据,用超级计算机算出结果,用合成与编辑平台写出生命代码,最后用来为人类服务。”梅永红说。

目前,国家基因库已存储多种生物资源样本1000万份;初步建立基因信息数据和生物样本采集、存储、管理相关标准和技术规范,发布深圳市地方标准5项,申请国际、国内标准10项,申请国内外专利46项,出版基因资源专著8本。目前已开展国际/国家重点科研项目20余项,合作项目共发表论文140余篇,其中在《自然》《科学》《细胞》等知名科研杂志上发表论文30余篇。

基因库=“生命银行”

“高大上”的国家基因库看似很遥远,但其实跟每个人都息息相关。华大基因董事长汪建说,每个人一生中所有关键阶段的标本都应该永久保存起来:从出生时的干细胞,到20岁时的免疫细胞,到30岁时的生殖细胞……而国家基因库,就是储存这些样本和数据的地方,像我们的“生命银行”。

“这类似于在人生的不同阶段给自己拍照片,如果我们不拍,那就永远拍不到了。”汪建说,“老照片只能拿来做留念,但是我们在不同阶段存进‘生命银行’的年轻样本,却是在我们越老的时候越有用,甚至可能在关键时刻救命。”

存储这些数据到底有什么作用?从数年前开始,汪建就开始有意识地存储自己的健康数据。这样做的结果是,他对自己身体变化状况了如指掌,并且根据这些数据设计自己的饮食、运动和生活节奏,“对抗”衰老。他说,随着国家基因库存储容量的增加,未来将会有更多人可以储存和掌握自己的健康数据,过上更健康的生活。

除了对个人,国家基因库对保护生物多样性也有重要意义。汪建说,对濒危的生命物种,我们需要尽快地将这些资源存储起来,向子孙后代做一个交代。

“基因库是生命科学的‘国库’”

人类越来越认识到基因资源以及保护地球生物多样性的重要。国际上,挪威斯瓦尔巴全球种子库、美国自然历史博物馆、英国生物样本库等应运而生,尤其是美国、欧洲、日本先后建立了大型基因数据库,这三大库里的生物信息数据几乎涵盖所有已知的脱氧核糖核酸、核糖核酸和蛋白质数据。

国家基因库执行主任徐讯说:“中国亟须这样一个平台,从国家层面对具有中国特色的生物样本和基因数据进行有效保存、管理和合理利用。”

“基因库是生命科学的‘国库’,比银行的金库还要宝贵。”梅永红说,农耕时代的核心资源是耕地,工业时代是能源,而生命科学时代则是基因。基因资源目前已成为重要的国家战略资源,如精准医学很大程度上依赖对基因解读的结果。“未来精准医学方面的发展和竞争,一定程度上是基因资源的获得与解析”。

国家基因库将保持开放姿态。目前,国家基因库已与联合国粮食及农业组织、国际农业研究磋商小组、国际生物及环境样本库协会、挪威斯瓦尔巴全球种子库、美国自然历史博物馆等100多个组织和科研机构建立战略合作关系,在人类健康、生物多样性、生物进化机制等方面开展合作研究。

“在保护种子多样性方面,我们需要在全球范围内互相依靠,携手共进。”挪威斯瓦尔巴全球种子库相关负责人表示,期待未来和中国国家基因库进一步合作,从而在环境变化和人口剧增等国际性挑战下保护种子多样性,“我们所有人都有职责来保护这些养活我们的种子”。

“国家基因库是开放的平台,一个基因库拥有的资源总是有限的,我们希望通过更好的机制,让大自然馈赠给人类的基因资源能被我们充分地认知和利用。”梅永红说,未来国家基因库一定会超越国界,在全球范围内集聚更多资源。

“国家基因库也面临着很大的挑战,尤其是如何跟国际公约、标准接轨。”联合国粮食及农业组织助理总干事王韧说,“但是我们相信,国家基因库将在未来对基因科技的发展产生深远影响。”

★ 科技与新知

每天读书看报

有助预防衰老

9月21日是“世界阿尔茨海默病日”,阿尔茨海默病俗称老年痴呆,第三军医大学新桥医院神经内科副主任赵仕福教授为老年人支招,每天看书读报1小时,有助于预防老年痴呆的发生。

赵仕福介绍,目前临床对于老年痴呆的病因尚未明确,仅知脑变性疾病、脑血管病、遗传因素、内分泌疾患等原因引起老年痴呆。临床研究证明,对于大脑功能逐渐退化、记忆力减退的老年人来说,勤于读书能促进脑运动,而不断的脑运动可以直接促进脑健康。

专家介绍,近些年老年痴呆的患病率明显升高,生活环境变化、亲人离世等都可能诱发。此类患者大脑神经元数量锐减,会导致智力衰退、情感和性格的变化,最终严重影响日常生活能力。为了预防这类疾病,老年人要保持乐观心态,保持环境接触,多活动,多与人交流。

赵仕福提醒,中老年人如果发现自己对几天前的记忆都无法掌握时,就表明已出现智能减退症状。此时通过物理治疗或药物治疗可以减缓智力衰退的过程,但积极主动的预防显得更为重要。


吸烟或永久损害基因

吸烟对人体的损害到底有多大?美国研究人员发现,吸烟会损害遗传基因,虽然大多数基因在戒烟后能恢复如常,但有些损害却可能终生存在。

美国全国广播公司(NBC)援引研究人员之一、哈佛大学医学院罗比·乔哈尼斯的话报道:“我们的研究发现了有力证据,显示吸烟对人体分子机制具有长期影响,持续时间超过30年。”研究小组分析了1971年以来多项研究中1.6万名研究参与者的血液样本以及他们填写的有关吸烟、饮食、生活习惯和健康历史的调查问卷,发现吸烟者的7000多个脱氧核糖核酸(DNA)出现甲基化,也就是说,人类已知基因的三分之一甲基化,其中很多基因关联心脏病和癌症。基因甲基化会抑制基因表达,改变其功能。研究人员还发现,戒烟5年后,多数甲基化基因恢复,与从不吸烟者相同;但有19个甲基化基因,包括关联淋巴瘤的TIAM2基因,在戒烟30年后仍未恢复。研究结果发表在美国心脏病协会出版的《循环:心血管遗传学》期刊上。

美太空探索技术公司创始人马斯克认为

下世纪可实现

大规模移民火星

美国太空探索技术公司创始人埃隆·马斯克日前在墨西哥举行的国际宇航大会上说,他认为到下个世纪人类就能大规模移民火星,太空探索技术公司已经开始研究可供大量移民所用的飞船等技术。

第67届国际宇航大会在墨西哥瓜达拉哈拉举行,马斯克应邀参会并发表演讲,描绘了他心中的人类移民火星前景。他说,随着星际飞行成本的降低,将来1张前往火星的船票价格不会超过地球上1幢房子的价格,最终可能会有100万“火星人”,他们会建立城市,到时火星上也可能会有比萨饼店。

马斯克说,太空探索技术公司已经开始研究移民火星的相关技术。9月25日,该公司刚刚成功测试了最新的“猛禽”火箭引擎,这种引擎具有超强推动力,被认为可用于火星任务等星际旅行。在马斯克的设想中,将来前往火星的飞船载人量会比现在的飞船大得多,每次能运输一两百人到火星。

太空探索技术公司曾表示,最早将于2018年发射一艘无人飞船前往火星;然后计划2024年发射载人航天器,可能于2025年将人送达火星。这个时间表被外界认为非常激进,与之相比,美国航天局的计划是到2030年后把人送上火星。

太空探索技术公司自2002年成立以来,有成功也有失败。该公司多次完成了为国际空间站送货的任务,还多次完成了火箭发射后对第一级的回收。不过该公司也出过多次事故,最近一次是9月1日“猎鹰9”火箭在发射台上爆炸。


牛津大学打破美国垄断

问鼎新世界大学排行榜

英国《泰晤士报高等教育》日前公布了2016—2017年世界大学排行榜,英国牛津大学取代美国加州理工学院名列榜首,结束了美国大学连续12年垄断榜首的历史。中国北京大学和清华大学进入前五十名。

排名显示,前八名的大学均来自英美两国,前三位依次是牛津大学、加州理工学院和斯坦福大学。

在这份榜单上的世界980所大学中包括亚洲的290所大学,亚洲排名第一的新加坡国立大学在世界上排名第24位。

中国内地共有52所大学进入排行榜,和去年相比,北京大学排名从第42位跃升到第29位,清华大学从第47位上升至第35位。中国科技大学和复旦大学分别名列第153位和第155位。进入前400名的内地高校还有南京大学、上海交通大学和浙江大学。

此外,中国港台地区共有6所大学进入世界200强,其中香港大学和香港科技大学进入前50名,分别排名第43位和第49位。另外,香港中文大学排名第76位,香港城市大学排名第119位,香港理工大学排名第192位,台湾大学排名第195位。

《泰晤士报高等教育》世界大学排名用教学、研究、知识转化和国际视野等4个方面的13项指标衡量大学综合实力,被认为是最具影响力的世界大学排名之一。


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