10月30日消息，今天，在第二屆世界頂尖科學(xué)家論壇“未來國(guó)際大科學(xué)論壇”上，2011年沃爾夫農(nóng)業(yè)獎(jiǎng)得主哈里斯·李文發(fā)表了關(guān)于大科學(xué)項(xiàng)目：地球生物基因組計(jì)劃（EBP）相關(guān)主題的演講。
哈里斯·李文認(rèn)為，地球生物基因組計(jì)劃有可能會(huì)改善我們的世界，能創(chuàng)造一個(gè)更加可持續(xù)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)，
就像不知道宇宙有多少個(gè)星星一樣。在地球上我們也不知道到底有多少種真核生物，估計(jì)大概有1200-1500萬種真核生物，據(jù)哈里斯·李文介紹，科學(xué)家只了解總數(shù)10%左右。
通過基因組技術(shù)的發(fā)展，我們?nèi)绾蝸韺?duì)剩下超過99%的真核生物進(jìn)行測(cè)序，從而進(jìn)一步了解它們呢？
從2015年開始，一些國(guó)際科學(xué)家便一起合作開始探索這個(gè)問題。經(jīng)過三年探討之后，哈里斯·李文和其他科學(xué)家共同出了一份白皮書，詳細(xì)描述了這個(gè)項(xiàng)目的挑戰(zhàn)、目標(biāo)以及范圍，以及最后想要獲取什么樣的結(jié)果。
2018年，EBP項(xiàng)目順利啟動(dòng)，目標(biāo)是破譯地球上所有真核生物的基因組。哈里斯·李文表示，這個(gè)項(xiàng)目大概需要耗資47億美元，Wellcome Sanger研究所承諾在五年期內(nèi)投資超過5000萬歐元，最主要的目標(biāo)是希望測(cè)序英國(guó)已知的6萬物種。
他希望這個(gè)項(xiàng)目能夠修正重塑人類對(duì)于生物進(jìn)化的理解，去探索幫助保護(hù)生物多樣性，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)創(chuàng)造更多的糧食，應(yīng)用于新醫(yī)藥等。
第二屆世界頂尖科學(xué)家論壇由世界頂尖科學(xué)家協(xié)會(huì)發(fā)起，上海市人民政府主辦，中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)指導(dǎo)。共設(shè)置了8大主題峰會(huì)，65位諾貝爾獎(jiǎng)、沃爾夫獎(jiǎng)、拉斯克獎(jiǎng)、圖靈獎(jiǎng)、菲爾茲獎(jiǎng)、麥克阿瑟天才獎(jiǎng)等全球頂尖科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)得主、100余位中國(guó)兩院院士、世界優(yōu)秀青年科學(xué)家共同出席，深度對(duì)話。圍繞宇宙、空間、航天、光子、氣候、能源、生命、基因等將改變?nèi)祟惷\(yùn)的話題，打造人工智能算力算法、腦科學(xué)與神經(jīng)退行性疾病、創(chuàng)新藥研發(fā)與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)、碳?xì)滏I與新化學(xué)、新能源與新材料、黑洞與空天科技、經(jīng)濟(jì)與金融等主題峰會(huì)。
以下為演講全文：
各位早上好，我要感謝WLA以及上海的主辦方，以及主辦方的邀請(qǐng)讓我參加這次非常獨(dú)特的會(huì)議，能夠跟世界頂尖科學(xué)家們見面，真的是非常棒的機(jī)會(huì)讓我們來交換彼此的想法與意見。
我跟大家介紹的是地球生物基因組計(jì)劃，這個(gè)計(jì)劃有可能會(huì)改善我們的世界，也有可能幫助我們創(chuàng)造一個(gè)更加可持續(xù)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)，這個(gè)是我們所面臨的問題。如今我們預(yù)計(jì)，我們當(dāng)然不知道具體的數(shù)字，就像不知道宇宙有多少個(gè)星星一樣。在地球上我們其實(shí)也不知道到底有多少種真核生物，但是估計(jì)大概有1200-1500萬種真核生物，這些真核生物是最主要的兩個(gè)生物領(lǐng)域。
其他兩種也有其他的科學(xué)家獲得了沃爾夫獎(jiǎng)，通過圖譜的方式分隔三種生物，真核生物有五大王國(guó)，現(xiàn)在我們對(duì)它的了解越來越多，而且還有非常多的真菌、酵母以及很多動(dòng)植物種類，包括人類。在我們預(yù)計(jì)1200-1500萬的真核生物當(dāng)中，只有大概10%是有描述的，有科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了認(rèn)識(shí)的。在300年的生物學(xué)演進(jìn)之后，我們只有10%關(guān)于真核生物的知識(shí)，這樣的比例加上所有DNA測(cè)序的技術(shù)，包括剛才嘉賓講到的技術(shù)加總起來，再加上人類基因組計(jì)劃大量的投資，不到0.3%的真核生物我們進(jìn)行了基因組測(cè)序。大概是4000種，這個(gè)規(guī)模其實(shí)也已經(jīng)非常大了，我們現(xiàn)在所知道的基因組層面的真核生物的知識(shí)，只占到整個(gè)真核生物總量的不到0.3%。
我們希望提出一個(gè)問題讓大家來思考，就是通過基因組技術(shù)的發(fā)展，我們?nèi)绾蝸韺?duì)剩下超過99%的真核生物進(jìn)行測(cè)序，進(jìn)一步了解它們？在2015年，一些國(guó)際科學(xué)家一起合作開始探索這個(gè)問題，我們可不可能？我們希不希望實(shí)現(xiàn)這樣的項(xiàng)目？我們希望從真核生物的基因測(cè)序當(dāng)中學(xué)到什么？很多科學(xué)家參與進(jìn)來。我們?cè)谌晏接懼?，我們出了一份白皮書，描述了我們的挑?zhàn)、目標(biāo)以及范圍，我們想要獲取什么樣的結(jié)果。
這是出版在PNAS上的白皮書，這是非常大的挑戰(zhàn)，就像第一次登月一樣。美國(guó)第一次載人登月計(jì)劃其實(shí)有一個(gè)時(shí)間的界限，因此我們希望來預(yù)計(jì)一下在10年期能不能給所有真核生物做所有基因組測(cè)序？我們不只是為了造福于醫(yī)療健康，我們更希望了解地球的生態(tài)系統(tǒng)，以及地球上生物的未來，因此我們的愿景就是希望創(chuàng)造一個(gè)生物生命數(shù)據(jù)庫，我們希望能夠?qū)?50萬真核生物進(jìn)行測(cè)序，這樣一來可以奠定一個(gè)基礎(chǔ)，創(chuàng)造基礎(chǔ)設(shè)施為未來的解決方案奠定基礎(chǔ)。我們希望可以做出自己的貢獻(xiàn)，來幫助保護(hù)生物多樣性以及實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，以及有一個(gè)更加可持續(xù)的全球生態(tài)經(jīng)濟(jì)。
我們有一個(gè)三階段的路線圖，第一個(gè)階段就是要測(cè)試有代表性的物種，大概有9千多種代表生物，在此之后我們?cè)贉y(cè)試2000多種其他的種類，最終是要實(shí)現(xiàn)150萬種，我們會(huì)搜集樣本，進(jìn)行測(cè)序分析、標(biāo)注，來達(dá)成我們事先設(shè)定科學(xué)研究的目標(biāo)，我們也會(huì)做一個(gè)預(yù)算，大概想一下這個(gè)項(xiàng)目會(huì)花多少錢。感覺會(huì)很昂貴，其實(shí)我想說服大家的是，這樣的項(xiàng)目如果全球一起合作，如果有好的合作并不會(huì)特別貴，我們預(yù)計(jì)十年前期會(huì)大概花費(fèi)47億美金，這是全球的一切的成本，這包括搜集樣本，還有測(cè)序，其實(shí)搜集樣本才是最困難的部分。接下來就是測(cè)序、分類、分析等等。
我們?nèi)绻麑?duì)比一下人類基因組計(jì)劃，這是90年代的計(jì)劃，當(dāng)時(shí)花了30年來完成，那個(gè)時(shí)候花了30億美金做測(cè)序，只是測(cè)序再加上各類投資，如果我們按2017年的美金來算，是145億的成本。如果我們要測(cè)序所有的真核生物，其實(shí)是比過去人類基因組計(jì)劃的成本要低的。
再看一下投資回報(bào)率，根據(jù)一個(gè)美國(guó)公司Battelle2013年所做的預(yù)測(cè)，大概會(huì)有65：1的投資回報(bào)率，為美國(guó)經(jīng)濟(jì)可以貢獻(xiàn)一萬億美金。我們認(rèn)為對(duì)于地球生物基因組計(jì)劃來說，它的投資回報(bào)率會(huì)比人類基因組計(jì)劃要多得多的，為什么我們會(huì)這樣認(rèn)為？待會(huì)兒我和大家詳細(xì)講。
當(dāng)然在生物學(xué)里面并沒有太多大型登月計(jì)劃，如果我們要跟其他大型計(jì)劃對(duì)比一下的話，（英）他們的預(yù)算每年至少10億美金，花了132億才開始識(shí)別出（英）?？赡芪覀儠?huì)跟一些同事之間存在爭(zhēng)議，但是我認(rèn)為對(duì)于人類，對(duì)于社會(huì)的價(jià)值來說，我們的項(xiàng)目會(huì)比（英）的發(fā)現(xiàn)會(huì)更加的多，更加的大。
我們的組織是一個(gè)國(guó)際性的聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在我們有29家機(jī)構(gòu)覆蓋15個(gè)國(guó)家，一共24個(gè)附屬項(xiàng)目來覆蓋所有的真核生物，有超過100位首席科學(xué)家參與進(jìn)來，我們認(rèn)為在未來幾年應(yīng)該會(huì)成為參與科學(xué)家人數(shù)最多的項(xiàng)目。各個(gè)機(jī)構(gòu)也有自己的代表，每一個(gè)附屬項(xiàng)目他們都成為國(guó)際科學(xué)家協(xié)會(huì)的一部分，我們的協(xié)同委員會(huì)最主要的工作就是開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樵诓煌?xiàng)目之間沒有共同標(biāo)準(zhǔn)，最開始的時(shí)候我們就像一個(gè)巴別塔一樣，我們必須要有收集元素去測(cè)序等等的標(biāo)準(zhǔn)，包括分析的標(biāo)準(zhǔn)。如果沒有這些標(biāo)準(zhǔn)，最終數(shù)據(jù)結(jié)果沒有辦法對(duì)比，所有參與方都承諾最終的成果將會(huì)開放獲取，做成OA原則，而且會(huì)符合《生物多樣性公約》和《關(guān)于獲取與和分享利益的名古屋議定書》（ABS），一旦參與了我們的項(xiàng)目就要同意這一系列的規(guī)則。
我們的官方啟動(dòng)大概是一年之前，在倫敦的惠康基金會(huì)宣布在11月1日，Wellcome Sanger研究所他們承諾在五年期投資超過5000萬歐元，這是非常大的一筆投入，最主要的目標(biāo)就是希望把英國(guó)已知的6萬物種進(jìn)行測(cè)序。我們看到全世界都有類似的模式，每一個(gè)國(guó)家都想測(cè)序自己國(guó)家的物種，同時(shí)也對(duì)于其他國(guó)家的物種有興趣。
目前先從自己國(guó)家的物種開始，包括一些中國(guó)的伙伴，我們?cè)谥袊?guó)有超過4個(gè)項(xiàng)目相關(guān)，各方的投資超過1億美金，華大基因他們是要測(cè)一萬物種，中國(guó)科學(xué)院要測(cè)一萬種魚類。當(dāng)然啟動(dòng)項(xiàng)目也需要一些時(shí)間，我們不想要低質(zhì)量的基因組，我們希望能夠給生命之樹提供參考，因此我們的基因組質(zhì)量要跟人類基因組計(jì)劃一樣高。在過去兩年半時(shí)間當(dāng)中，我所屬的脊椎動(dòng)物基因組計(jì)劃非常努力的去爭(zhēng)取高質(zhì)量的基因組，幾個(gè)月之前我們公開宣布了100個(gè)參考質(zhì)量的基因組，未來一年加上三個(gè)項(xiàng)目，還有其他項(xiàng)目加入進(jìn)來，我們預(yù)計(jì)在2020年全球?qū)?huì)獲得2000個(gè)高質(zhì)量的基因組。
為什么我們這樣做？目標(biāo)是什么？這不只是一個(gè)工程項(xiàng)目，我們是希望能夠修正重塑我們對(duì)于生物進(jìn)化的理解，去探索幫助保護(hù)生物多樣性，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)創(chuàng)造更多的糧食，應(yīng)用于新醫(yī)藥等等。
我給大家舉幾個(gè)例子，其實(shí)我們今天用的80%以上的藥物都是來自于自然界，不是來自于人工合成。在已知的39萬物種當(dāng)中，只有200種是完全進(jìn)行測(cè)序的。比如說屠呦呦發(fā)現(xiàn)了青蒿素，是唯一的生理學(xué)和醫(yī)學(xué)的女性獲獎(jiǎng)人，這是來自于植物的提取，當(dāng)然還有其他例子，對(duì)于癌癥，對(duì)于炎癥以及慢病都有很多自然界提取來的藥物。
其實(shí)在農(nóng)業(yè)當(dāng)中我們所用到的作物和動(dòng)物種非常少，我們需要了解主要的作物種類以及牲畜種類，否則我們未來會(huì)面臨食物的短缺。最重要的原因是我們生物多樣性正在消失，脊椎動(dòng)物數(shù)量的52%在過去40年當(dāng)中消失了。
我們研究的8萬物種當(dāng)中大概有1/3都在瀕臨滅絕的邊緣，這其實(shí)在告訴我們已經(jīng)瀕臨第6次大滅絕了，在過去5次大滅絕當(dāng)中我們已經(jīng)損失地球上95%的物種，在第6次的大滅絕來臨之前，我們不知道我們會(huì)不會(huì)成為過去95%的一部分。
這是大堡礁的圖片，我們看到全球變暖的影響，我們不知道未來大氣生態(tài)體系會(huì)有什么樣的結(jié)果，在這個(gè)世紀(jì)末我們大概會(huì)有50-75%的物種消失，到時(shí)候會(huì)發(fā)生什么我們不知道。當(dāng)然我們現(xiàn)在已經(jīng)有很好的科技，我們還需要更多的科技，對(duì)于工程界來說，有無人機(jī)或者一些自動(dòng)器械幫助我們搜集樣本，識(shí)別樣本，都還有很多機(jī)遇，我還沒有講到計(jì)算上的挑戰(zhàn)，我認(rèn)為很快不會(huì)再說天文級(jí)的數(shù)字，我們會(huì)說基因組級(jí)別的數(shù)字，來說明數(shù)字的規(guī)模很大。
這個(gè)是我們目前的情況，我們有這么一個(gè)全球性的計(jì)劃，在1961年的時(shí)候肯尼迪總統(tǒng)宣布登月計(jì)劃的時(shí)候，我們當(dāng)時(shí)完全不知道怎么樣來實(shí)現(xiàn)這樣的計(jì)劃，肯尼迪總統(tǒng)說：我們做這件事情不是因?yàn)樗苋菀?，我們?huì)做，就是因?yàn)樗芾щy（“。。。we will do this not because it is easy，but because it is hard。。?！保?。
我們現(xiàn)在在一個(gè)非常嚴(yán)重的專類點(diǎn)，我們等不及了，我們現(xiàn)在有了科技或者是觸手可及就能獲取科技，而且我們也看到大家有很好的意愿，真的是時(shí)候行動(dòng)起來了。我們的目標(biāo)不是向前征服，但是我們應(yīng)該一起去測(cè)序，這會(huì)帶來非常大的改變和好處。
謝謝各位。
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