青島華大基因研究院“挺(tǐng)進”智慧海洋
馬氏(shì)珠母貝、凡納濱對蝦(xiā)、斑石鯛、中華白海豚(tún)、肺魚、雲紋石斑、雙斑東方魨(tún)……這一個(gè)個並不為人熟知的海洋生物,已經在中德生態園青(qīng)島華大基因研究院的(de)攻關下成功完(wán)成基因(yīn)測序。伴隨著9台測序儀的日夜運轉,一個個海洋生物奧秘(mì)被成功(gōng)“解(jiě)密”,青島華大基因研究院(yuàn)正全力向著智慧海洋“挺(tǐng)進”。
213種海洋生物列入基因測序計劃
“作為國家‘海洋(yáng)強國’戰略的重要技(jì)術平台(tái),青島華大基因研究院的定位就是實現對全球重要海洋生物資源的收集和保存(cún),並在未來(lái)海洋漁業種質資源(yuán)育種、海(hǎi)洋藥(yào)物研究開發、海洋生態保(bǎo)護等方麵提供(gòng)重要技術支撐。”青島華大基因研究院執(zhí)行院長劉心向記者表示。
在他的辦公室裏,記者(zhě)見(jiàn)到了已經(jīng)完成(chéng)基因測序的34種海(hǎi)洋生物名單。這一係列成(chéng)果來之不易,需要自動化樣品處理係統、核酸提取儀、打斷儀、封膜機、條碼(mǎ)打印機、高速離心機、PCR儀等科研設備的協同努力。更為重要的貢獻來(lái)自於這裏超強的科研隊伍,這支山東省最大的高水平基因組學研究團隊,目前已經匯聚了198位科研及支撐人員,其(qí)中碩士研究生及以上學曆工作人(rén)員超過71%,博士及以上學曆超過30人。
2012至2016年(nián)間,華大在全球高(gāo)質量科研產出排名中位列第十二位,在中國排名榜首(shǒu)。青島華大基因研(yán)究院的科研能(néng)力同樣“驚豔”。據統計,2017年青島市科研機構在生命科學領域發表的影響因子超過20分的(de)科研論文共(gòng)計9篇,而青島華大基因(yīn)研究院就(jiù)占據了5篇之多。
眼下,這支科研隊伍將目標投向了更深的(de)海洋。劉心介紹,青島研究院目前正在測序的海洋生物有38種,另有213種(zhǒng)海洋生物已經列入基因(yīn)測序計劃。很顯然(rán),要完成這一超大基(jī)因測(cè)序任務,9台測序儀已經滿足不了需求。“今年年中,研(yán)究院將新引入5台更(gèng)大規格測序儀(yí),每台的測算能力相對於(yú)目前測序儀機型將有很大提升。”
這些測序儀的測算能力究竟有多強?劉心打了一個比方說(shuō):“僅(jǐn)目前的這9台測序儀每年就能產出基因數據150Tb,數據(jù)量相當於15萬(wàn)部高清電影。”
打造(zào)全球最大的海洋基因(yīn)庫
這(zhè)一批批海洋生物(wù)基因數據,源(yuán)源不斷地匯入了位(wèi)於中德生態園的國(guó)家(jiā)海洋基因庫。這個目(mù)前全球唯一在建的(de)集海洋生物資源收集和海洋生命(mìng)數字化於一體的(de)綜合(hé)性國家(jiā)海(hǎi)洋基因庫,已然發展成為全(quán)球海洋生物資源的超大型、公益性基(jī)礎研究和支撐技術平台。該平台的建設進一步奠定了青島“國際海洋研究中心”的地位,並成為海洋生命(mìng)產業發展的催化(huà)劑,為“藍色經濟”國家戰略在青島(dǎo)落地做了最好注腳。
為了保證樣本的存儲,青(qīng)島華大基因研究院研發了國內首套超低溫自動化冷庫。這一麵(miàn)積為60平方米的冷庫,時刻保持著-80℃低溫環境。水產養殖區是研究院活體庫的核心部分,魚類、貝類和藻類的養殖展示中心設置在辦公樓的1至(zhì)3層,麵積達(dá)540平方米,可以養殖各種魚類、貝類和中型藻(zǎo)類,配備著各類水(shuǐ)產養殖監控監測設備,包括機械設備故障報警、水質(zhì)參數(shù)監(jiān)控報警、水位和壓力報警。
2017年(nián)是青島華大基因(yīn)研究院的(de)開局之年。在(zài)劉(liú)心看來,這一年最主要的成(chéng)果(guǒ)包(bāo)括基因測序穩步開展、科研項目進展順利、團隊建設(shè)有聲有色,以及應用成(chéng)果在青島實現了落地。全國首個具備200萬份自動化(huà)、可溯源(yuán)的超(chāo)低溫自動化冷(lěng)庫(kù),可(kě)滿足5PB的數據存儲和(hé)7X24X365數據(jù)訪問能力的海洋生命大數(shù)據庫,以及山東省最(zuì)大的基因組(zǔ)測序和DNA合成平台,這(zhè)些都成為了青島(dǎo)華大基因研究院第一年打拚出的厚實“家底(dǐ)”。
基因測序的“神秘力量”
與那些珍貴又“高冷”的基因數據相比,基因測序在(zài)實際生(shēng)活(huó)中的應用更受人關注。
2017年(nián)4月,華(huá)大基因與西海岸新區管委(wěi)合作的“婦女和新生兒基因檢測民(mín)生項目”啟動,西海岸新區(qū)成為“全球首個百萬級人口城區實現基因檢測民生全覆蓋”的地區。這一項(xiàng)目內容涵蓋孕婦無創產前基因檢測、新生兒遺傳性耳聾基因(yīn)檢測、新生兒遺(yí)傳代謝疾病檢(jiǎn)測、婦女宮頸癌預防(HPV基因)篩查(chá)等,通過提早預防(fáng)、幹預和治療,節省家庭和社會經濟負擔,按照目前西海岸(àn)民生項目成果測算,該項目的公共衛生投入產出比超過1:10。據統計,已(yǐ)累計檢測出數百個異常患兒和100多位宮頸癌癌前病變患者,避免了數百個家庭“因病致貧,因病返貧”的悲劇發生(shēng)。
“未來三到五年,我們希望能在全省範圍內逐步推廣西海岸新區(qū)的精準防(fáng)病模式,降低已知、可幹預(yù)的出生缺陷,逐(zhú)步在更大範圍內消滅宮頸癌,將腫瘤患者5年生存(cún)率大幅提高。”劉心說。
與此同時,研究院的科研成果在腫瘤疾病用藥指(zhǐ)導上也有了新突破。“以肺癌為例,針對肺癌的藥品很多,通過基因檢測,可以檢(jiǎn)測(cè)出哪些藥物對該癌(ái)症患者能真正起作用,這一應用目前在包括青島在內的(de)許多城市都已經(jīng)推開。”劉心告訴記者。此(cǐ)外,病源檢測也是應用成果之一,通過基因檢測能夠查明未知病源,從而為(wéi)治療提供精準方案。
國家海洋基(jī)因庫、海洋產業孵化中心、海洋科研教育中心……青島華(huá)大(dà)基因研究院擁有著全球領(lǐng)先的技術平(píng)台和(hé)科研能力,在一組(zǔ)組海洋生物(wù)基因的保存、讀取和分析中,在(zài)一項項基因測序成果的轉(zhuǎn)化應用中,智慧(huì)海洋已經觸手可及。
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