На конференции BioGenomics2017, завершившейся недавно в Смитсоновском национальном музее естественной истории в Вашингтоне объявили о новом масштабном проекте. Смитсоновская инициатива по геномике биоразнообразия и китайская компания Beijing Genomics Institute (BGI) намерены секвенировать геномы всех видов живых организмов Земли.
Первым этапом плана станет секвенирование геномов у видов, входящих в домен эукариот. В эту группу входят царства животных, растений, грибов и протистов – одноклеточных существ. Новый проект получил название BioGenome Project Earth (EBP). Инициаторы его пока еще не нашли финансирование, которое, как ожидается, составит несколько миллиардов долларов.
Биолог Оливер Райдер из Института исследований по охране природы Зоопарка Сан-Диего сравнивает эту инициативу с проектом «Геном человека», который в 1980-х годах казался невозможным, но, тем не менее, был успешно завершен в 2006 году. Последствием этой работы стало развитие генных технологий, которые сейчас составляют индустрию, оцениваемую в 20 млрд. долларов.
Организаторы EBP предполагают, что на начальном этапе будут детально секвенированы по одному геному из каждого семейства эукариотических организмов (их насчитывается около 9000). Их предполагается изучить на уровене, не меньшем, чем тот, на котором сейчас изучен геном человека. Затем будут получены менее подробные последовательности геномов для одного вида из каждого рода эукариот (всего около 150 – 200 тысяч родов). И, наконец, надо будет получить хоть с какой-то степенью подробности геномы для оставшихся 1,5 миллионов видов. По мере необходимости эти «геномы низкого разрешения» можно будет уточнять, сравнивая их с геномами других видов их рода и семейства или секвенируя больше цепочек их ДНК. Организаторы считают, что работа потребует финансирования примерно в том же объеме, что и проект «Геном человека», на который было выделено 2,7 млрд. долларов, около 4,8 млрд. в переводе на нынешний курс. Работа, по их мнению, может быть завершена за десять лет.
Основания для подобного оптимизма ученые видят в том, что стоимость прочтения цепочки нуклеотидов продолжает снижаться. Как сообщили на той же встрече представители компании Complete Genomics из калифорнийского города Маунтин-Вью, они планируют в течение года сделать возможным грубое секвенирование одного эукариотического генома не дороже ста долларов. Напомним, стоимость полного секвенирования генома одного человека в 2001 году составляла 100 миллионов долларов США. В 2016 году она достигла отметки в тысячу долларов, причем речь идет о высококачественном секвенировании.
Фрагмент компьютерной визуализации человеческого генома
К тому же помогут уже имеющиеся данные, собранные в рамках других проектов. К ним относятся, например, Genome 10K Project, направленный на прочтения 10 000 геномов позвоночных, по одному из каждого рода; i5K – расшифровка 5000 геномов членистоногих; B10K – секвенирование геномов 10500 видов птиц, GIGA – проект по секвенированию 7000 морских беспозвоночных. EBP поможет координировать, компилировать, и, возможно, финансировать эти усилия. Намерены секвенировать геномы определенного числа видов такие гиганты генетической индустрии как китайская BGI и Институт Сенгера (Wellcome Trust Sanger Institute) в Великобритании.
Группа планирования BioGenome Project Earth отмечает, что самой большой проблемой проекта может стать получение образцов ДНК из дикой природы. Не все образцы животных и растений, хранящихся в музеях, и не всегда могут быть использованы для выделения высококачественных геномных ДНК. Даже недавно собранные и замороженные образцы растений и животных не всегда обрабатываются корректно для сохранения их ДНК. Так что для значительной части видов материал надо будет добывать в природе. Также ученые подчеркивают необходимость разработки стандартов для получения высококачественных последовательностей генома и сохранения связанной с ними информации для каждого организма.
