本刊記者/馬曉澄 孫飛 肖思思

揭秘國家基因庫

Uncover National Gene Bank

本刊記者/馬曉澄 孫飛 肖思思

2016年9月22日，位于深圳大鵬新區(qū)的國家基因庫正式啟用

在西方神話中，諾亞建造了一艘方舟，帶著各種牲畜、鳥類等，躲避了大洪水，安然渡過“世界末日”。

一粒種子、一個細胞、一管血液、一口唾沫、一段脫氧核糖核酸、一條數(shù)據(jù)……這些不起眼的“現(xiàn)在”可能是構(gòu)建未來生物科技和產(chǎn)業(yè)的磚石。在現(xiàn)實世界中，美國、歐盟和日本都擁有世界級基因庫，由此掌握生命經(jīng)濟時代的戰(zhàn)略性資源。

2016年9月22日起在深圳開始運營的中國國家基因庫正是帶著“留存現(xiàn)在、締造未來”的使命誕生。中國將擁有這樣一艘“諾亞方舟”，承載人類及其他生物的遺傳樣本和密碼。

存儲什么

在基因時代，這樣的未來可期：到醫(yī)院看病，只需自己的基因作為“身份證”和病歷；想“返老還童”，保存完好的干細胞就能輕松搞定；憨態(tài)可掬的大熊貓不再稀奇，就在你家庭院里懶洋洋地打盹；遠古的恐龍、猛犸象不只活在特效里，它們在博物館奇妙之夜真實復(fù)活……

通向這樣的未來，需要一些堅實的“磚石”——生物樣本和數(shù)據(jù)。這正是中國唯一國家基因庫的定位：有效保護、開發(fā)、利用遺傳資源，提高中國生命科學(xué)研究和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，維護國家生物信息安全，助力全球生命科學(xué)發(fā)展。

2011年，國家發(fā)改委等4部委批復(fù)同意深圳依托華大基因研究院組建國家基因庫。

國家基因庫位于深圳市大鵬新區(qū)觀音山腳下，一期占地4.75萬平方米。這里幾乎與外界隔離，恍若世外桃源。走進建在層層梯田之上、室內(nèi)綠意盎然的建筑，從一層上三層，依次會看到龐大的高通量基因測序房、超級計算房以及冷凍資源房。

“三庫兩平臺”是國家基因庫主任梅永紅描述基因庫內(nèi)容時使用頻次最高的一個概念。

據(jù)梅永紅介紹，與美國、歐盟、日本其他三大世界級的基因庫不同，中國國家基因庫不僅是數(shù)據(jù)庫，而是國際上現(xiàn)有的各類生物樣本庫、數(shù)據(jù)庫、生物多樣性庫、疾病庫等的綜合升級版。除了“干庫”（即基因、蛋白、分子、影像等多組學(xué)生物信息數(shù)據(jù)庫）、“濕庫”（多樣性生物樣本和物種遺傳資源庫）之外，國家基因庫還引入了“活庫”，即生物活體庫，包括動物資源、植物資源、微生物資源和海洋資源等。

不妨把它想象成這樣一個載體：它是人類博物館、植物園、動物園、海洋館、微生物館的集合，這里存儲的將不僅是一個個標本原型和實物，還有一粒種子、一個細胞、一管血液、一口唾沫、一段脫氧核糖核酸、一條數(shù)據(jù)……

“兩平臺”指的是數(shù)字化平臺和合成與編輯平臺?！叭龓靸善脚_”的建設(shè)，最終為的是解決生命數(shù)據(jù)的“存、讀、懂、寫、用”5個作用。

工作人員在國家基因庫零下80攝氏度冷庫的超低溫冰箱內(nèi)拿取血漿樣本

“通俗地說，就是我們要把全球的生物資源都收集起來，用測序儀讀取萬物的遺傳數(shù)據(jù)，用超級計算機算出結(jié)果，用合成與編輯平臺寫出生命代碼，最后用來為人類服務(wù)?！泵酚兰t說。

目前，中國國家基因庫已存儲多種生物資源樣本1000萬份；初步建立基因信息數(shù)據(jù)和生物樣本采集、存儲、管理相關(guān)標準和技術(shù)規(guī)范，發(fā)布深圳市地方標準5項，申請國際、國內(nèi)標準10項，申請國內(nèi)外專利46項，出版基因資源專著8本。目前已開展國際/國家重點科研項目20余項，合作項目共發(fā)表論文140余篇，其中在《自然》《科學(xué)》《細胞》等知名科研雜志上發(fā)表論文30余篇。

生命銀行

“高大上”的國家基因庫看似很遙遠，但其實跟每個人都息息相關(guān)。華大基因董事長汪建說，每個人一生中所有關(guān)鍵階段的標本都應(yīng)該永久保存起來：從出生時的干細胞，到20歲時的免疫細胞，到30歲時的生殖細胞……而國家基因庫，就是儲存這些樣本和數(shù)據(jù)的地方，像我們的“生命銀行”。

“這類似于在人生的不同階段給自己拍照片，如果我們不拍，那就永遠拍不到了?！蓖艚ㄕf，“老照片只能拿來做留念，但是我們在不同階段存進‘生命銀行’的年輕樣本，卻是在我們越老的時候越有用，甚至可能在關(guān)鍵時刻救命?！?/p>

存儲這些數(shù)據(jù)到底有什么作用？從數(shù)年前開始，汪建就開始有意識地存儲自己的健康數(shù)據(jù)。這樣做的結(jié)果是，他對自己身體變化狀況了如指掌，并且根據(jù)這些數(shù)據(jù)設(shè)計自己的飲食、運動和生活節(jié)奏，“對抗”衰老。他說，隨著國家基因庫存儲容量的增加，未來將會有更多人可以儲存和掌握自己的健康數(shù)據(jù)，過上更健康的生活。

除了對個人，國家基因庫對保護生物多樣性也有重要意義。目前，保護人類生存環(huán)境，保護物種的多樣性已刻不容緩。汪建說，對瀕危的生命物種，我們需要盡快地將這些資源存儲起來，向子孫后代做一個交代。

開放平臺

人類越來越認識到基因資源以及保護地球生物多樣性的重要。國際上，挪威斯瓦爾巴全球種子庫、美國自然歷史博物館、英國生物樣本庫等應(yīng)運而生，尤其是美國、歐洲、日本先后建立了大型基因數(shù)據(jù)庫，這三大庫里的生物信息數(shù)據(jù)幾乎涵蓋所有已知的脫氧核糖核酸、核糖核酸和蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)。

工作人員在國家基因庫零下4攝氏度冷庫整理全血樣本

國家基因庫執(zhí)行主任徐訊說：“中國亟須這樣一個平臺，從國家層面對具有中國特色的生物樣本和基因數(shù)據(jù)進行有效保存、管理和合理利用。”

“基因庫是生命科學(xué)的‘國庫’，比銀行的金庫還要寶貴?！泵酚兰t說，農(nóng)耕時代的核心資源是耕地，工業(yè)時代是能源，而生命科學(xué)時代則是基因?；蛸Y源目前已成為重要的國家戰(zhàn)略資源，如精準醫(yī)學(xué)很大程度上依賴對基因解讀的結(jié)果?！拔磥砭珳梳t(yī)學(xué)方面的發(fā)展和競爭，一定程度上是基因資源的獲得與解析。”

中國國家基因庫將保持開放姿態(tài)。目前，中國國家基因庫已與聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織、國際農(nóng)業(yè)研究磋商小組、國際生物及環(huán)境樣本庫協(xié)會、挪威斯瓦爾巴全球種子庫、美國自然歷史博物館等100多個組織和科研機構(gòu)建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，在人類健康、生物多樣性、生物進化機制等方面開展合作研究。

“在保護種子多樣性方面，我們需要在全球范圍內(nèi)互相依靠，攜手共進?！迸餐雇郀柊腿蚍N子庫相關(guān)負責人表示，期待未來和中國國家基因庫進一步合作，從而在環(huán)境變化和人口劇增等國際性挑戰(zhàn)下保護種子多樣性，“我們所有人都有職責來保護這些養(yǎng)活我們的種子”。

“國家基因庫是開放的平臺，一個基因庫擁有的資源總是有限的，我們希望通過更好的機制，讓大自然饋贈給人類的基因資源能被我們充分地認知和利用?！泵酚兰t說，未來國家基因庫一定會超越國界，在全球范圍內(nèi)集聚更多資源。

“國家基因庫也面臨著很大的挑戰(zhàn)，尤其是如何跟國際公約、標準接軌?！甭?lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織助理總干事王韌說，“但是我們相信，國家基因庫將在未來對基因科技的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響?！?/p>