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华大基因研究院“挺进”智慧海洋

2018-03-12 09:37 中国·青岛蓝色经济网

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  9台测序仪年基因数据量相当于15万部高清电影 

马氏珠母贝、凡纳滨对虾、斑石鲷、中华白海豚、肺鱼、云纹石斑、双斑东方鲀……这一个个并不为人熟知的海洋生物,已经在中德生态园青岛华大基因研究院的攻关下成功完成基因测序。伴随着9台测序仪的日夜运转,一个个海洋生物奥秘被成功“解密”,青岛华大基因研究院正全力向着智慧海洋“挺进”。

  213种海洋生物列入基因测序计划

“作为国家‘海洋强国’战略的重要技术平台,青岛华大基因研究院的定位就是实现对全球重要海洋生物资源的收集和保存,并在未来海洋渔业种质资源育种、海洋药物研究开发、海洋生态保护等方面提供重要技术支撑。”青岛华大基因研究院执行院长刘心向记者表示。

在他的办公室里,记者见到了已经完成基因测序的34种海洋生物名单。这一系列成果来之不易,需要自动化样品处理系统、核酸提取仪、打断仪、封膜机、条码打印机、高速离心机、PCR仪等科研设备的协同努力。更为重要的贡献来自于这里超强的科研队伍,这支山东省最大的高水平基因组学研究团队,目前已经汇聚了198位科研及支撑人员,其中硕士研究生及以上学历工作人员超过71%,博士及以上学历超过30人。

2012至2016年间,华大在全球高质量科研产出排名中位列第十二位,在中国排名榜首。青岛华大基因研究院的科研能力同样“惊艳”。据统计,2017年青岛市科研机构在生命科学领域发表的影响因子超过20分的科研论文共计9篇,而青岛华大基因研究院就占据了5篇之多。

眼下,这支科研队伍将目标投向了更深的海洋。刘心介绍,青岛研究院目前正在测序的海洋生物有38种,另有213种海洋生物已经列入基因测序计划。很显然,要完成这一超大基因测序任务,9台测序仪已经满足不了需求。“今年年中,研究院将新引入5台更大规格测序仪,每台的测算能力相对于目前测序仪机型将有很大提升。”

这些测序仪的测算能力究竟有多强?刘心打了一个比方说:“仅目前的这9台测序仪每年就能产出基因数据150Tb,数据量相当于15万部高清电影。”

  打造全球最大的海洋基因库

这一批批海洋生物基因数据,源源不断地汇入了位于中德生态园的国家海洋基因库。这个目前全球唯一在建的集海洋生物资源收集和海洋生命数字化于一体的综合性国家海洋基因库,已然发展成为全球海洋生物资源的超大型、公益性基础研究和支撑技术平台。该平台的建设进一步奠定了青岛“国际海洋研究中心”的地位,并成为海洋生命产业发展的催化剂,为“蓝色经济”国家战略在青岛落地做了最好注脚。

为了保证样本的存储,青岛华大基因研究院研发了国内首套超低温自动化冷库。这一面积为60平方米的冷库,时刻保持着-80℃低温环境。水产养殖区是研究院活体库的核心部分,鱼类、贝类和藻类的养殖展示中心设置在办公楼的1至3层,面积达540平方米,可以养殖各种鱼类、贝类和中型藻类,配备着各类水产养殖监控监测设备,包括机械设备故障报警、水质参数监控报警、水位和压力报警。

2017年是青岛华大基因研究院的开局之年。在刘心看来,这一年最主要的成果包括基因测序稳步开展、科研项目进展顺利、团队建设有声有色,以及应用成果在青岛实现了落地。全国首个具备200万份自动化、可溯源的超低温自动化冷库,可满足5PB的数据存储和7X24X365数据访问能力的海洋生命大数据库,以及山东省最大的基因组测序和DNA合成平台,这些都成为了青岛华大基因研究院第一年打拼出的厚实“家底”。

  基因测序的“神秘力量”

与那些珍贵又“高冷”的基因数据相比,基因测序在实际生活中的应用更受人关注。

2017年4月,华大基因与西海岸新区管委合作的“妇女和新生儿基因检测民生项目”启动,西海岸新区成为“全球首个百万级人口城区实现基因检测民生全覆盖”的地区。这一项目内容涵盖孕妇无创产前基因检测、新生儿遗传性耳聋基因检测、新生儿遗传代谢疾病检测、妇女宫颈癌预防(HPV基因)筛查等,通过提早预防、干预和治疗,节省家庭和社会经济负担,按照目前西海岸民生项目成果测算,该项目的公共卫生投入产出比超过1:10。据统计,已累计检测出数百个异常患儿和100多位宫颈癌癌前病变患者,避免了数百个家庭“因病致贫,因病返贫”的悲剧发生。

“未来三到五年,我们希望能在全省范围内逐步推广西海岸新区的精准防病模式,降低已知、可干预的出生缺陷,逐步在更大范围内消灭宫颈癌,将肿瘤患者5年生存率大幅提高。”刘心说。

与此同时,研究院的科研成果在肿瘤疾病用药指导上也有了新突破。“以肺癌为例,针对肺癌的药品很多,通过基因检测,可以检测出哪些药物对该癌症患者能真正起作用,这一应用目前在包括青岛在内的许多城市都已经推开。”刘心告诉记者。此外,病源检测也是应用成果之一,通过基因检测能够查明未知病源,从而为治疗提供精准方案。

国家海洋基因库、海洋产业孵化中心、海洋科研教育中心……青岛华大基因研究院拥有着全球领先的技术平台和科研能力,在一组组海洋生物基因的保存、读取和分析中,在一项项基因测序成果的转化应用中,智慧海洋已经触手可及。(陆波)

关键词: 青岛 海洋经济 蓝色经济 华大基因

编辑:官芝馥

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