去年9月,南方+记者在国家基因库开幕前便第一时间探营这个外观仿若巨大梯田的建筑,时隔半年,位于深圳大鹏新区的中国首个、全球第四个国家级基因库发生了怎样的变化?(请戳视频及往下看)

深圳国家基因库位于生态资源丰富的大鹏新区的观音山一侧,远离都市喧嚣,离深圳福田区大概有60公里。记者从南山区驱车前往,大约1小时才能到达这个地方。

身处国家基因库,就如同来到了一个山野公园,国家基因库位于山中,外形梯田状的设计也使得与周围环境融为一体。

我们直接到了国家基因库的门口,位于2楼。

在国家基因库的门口,有着几头猛犸象的雕塑,下面书写着“永存才能永生”,揭示了基因科学的理念。

如何复活猛犸象?冰层里发现完整的猛犸幼象,通过基因技术和干细胞技术获得猛犸象胚胎细胞,寻找合适的象妈妈,孕育猛犸象。

为什么在基因库放猛犸象?国家基因库执行主任徐讯介绍说,猛犸象是一个消失了的物种,但它的细胞得以完整保存,因此可以从中提取DNA样本,就可能恢复胚胎,有合适的母体就可重新复活猛犸象,这是为什么我们要做遗传物质保存,要做读和写的原因。

“永存才能永生”,这句话也足以证明国家基因库对生物多样性的重要意义。为什么要建造一个国家级的基因库?徐迅表示,我们试图将国家基因库的生物活体库打造成中国的‘诺亚方舟’,保护和保存全球约30万种植物、百万种动物、近千万种微生物活体资源。

在国家基因库主任、华大农业董事长兼总裁梅永红看来,国家基因库比银行金库还要宝贵,“生命科学时代的核心资源是基因,拥有更多基因资源并予以认知利用,意味着拥有更大优势。”

猛犸象往里面走,1楼还有一个用于公众科普教育的展厅,国家基因库会定期向公众举办开放活动。

国家基因库是干什么的?也就是“三库两平台”。

“三库”由生物样本资源库、生物信息数据库和生物活体库组成,“两平台”为数字化平台、合成与编辑平台,以具备对海量生物资源“存、读、写”的能力。国家基因库相关负责人告诉记者,国家基因库一期总建筑面积4.7万平方米,按照既定目标,一期完成了“三库两平台”的搭建。

在国家基因库的3楼,是基因测序区域,摆放着华大基因自主研发的150台BGI-Seq500基因测序仪,以及一台Revolocity超级测序仪。而这150台仪器,现场只需要十数名工作人员就可以完成管理,工作人员介绍说,这些仪器都是“傻瓜型”仪器,人工提取DNA样本后,经过处理装载到芯片上就可以放入测序仪进行测序了,测序时间以小时为单位计算,而超级测序仪则是通过一个机械臂装载测序样本,代替了人工操作。

工作人员忙碌了起来,图为把DNA样本装载到芯片的区域,测序之前的一个步骤。

测序仪,其实用的是windows系统,下面还连着一个电脑主机。DNA样本装载进去以后怎么测序呢?工作人员说是通过光学的原理,因为DNA样本上ATCG四个碱基对光的反应不一样,从而测出四种碱基的排列分布,测序时间以小时为单位。另外,测序区域温度比较低,需穿着长袖。

这些测序仪每天产生大量的数据,通过4楼国家基因库的数据中心以及与基因库合作的云平台,面向全球的科研机构、企业提供。图为4楼的数据机房。

数据中心目前可实现对基因信息数据总量达500Pb的访问支持,基因信息数据存储能力达60Pb,并开始向各科研机构提供生物信息检索、比较、分析等服务。很多人对于“1Pb”的概念还不清晰,若以一部高清电影2Gb、一首歌5Mb来算,那么60Pb相当于超过3000万部高清电影,近130亿首歌曲。

5楼的生物样本资源库拥有数十台冷柜,储存温度显示为零下七十到八十摄氏度,除此以外,还有4℃、-8℃、和-200℃液氮储存的场所,不同的样本根据使用需求选择不同的“居住场所。据介绍,目前主要保存着血液样本、DNA样本、生物组织样本等超过1000万份,一期则已具备2000万份可塑源样本存储能力。

6层有一个比较大的休息区,有一些员工在此交谈与休息,椅子的形状像是洋葱的细胞壁,支架像是碳原子的结构,科技感十足。记者在此还偶遇了华大基因董事长汪建。

7层则主要为基因合成与编辑平台的实验室,用来“写”基因,这台仪器也采用了机械臂代替人工在仪器上进行操作,用来“建库”。

用人工操作用来“建库”的仪器。一系列仪器可实现多种DNA高通量、低成本、自动化合成。

员工就在基因库实验室外面的区域办公,空间较为开放。

 

6层的平台,上面部分是专家公寓

深圳国家基因库执行主任徐讯表示,国家基因库是全世界最大的综合性基因库,1期建成后,综合能力世界第一,包括可访问数据量和数据存储能力是世界第一,可访问样本量和样本存储能力也是世界第一。

2.0版本的国家基因库则更聚焦于合作、产业化以及安全伦理问题。目前投入使用的Ⅰ期建筑面积4.7万平方米,未来还将有二期、三期建设。

【记者】陈熊海

【视频】李定