原標(biāo)題:繼基因組之后生命科學(xué)又一戰(zhàn)略制高點(diǎn)和原始創(chuàng)新源
首張人類表型組導(dǎo)航圖初步繪制
列入上海市級(jí)重大專項(xiàng),目前已有20個(gè)國(guó)家學(xué)者加入
記者從上海國(guó)際人類表型組研究院獲悉,中國(guó)科學(xué)家初步繪制了基于上海核心隊(duì)列的全球首張人類表型組參比“導(dǎo)航圖”。多國(guó)科學(xué)家就人類表型組大科學(xué)計(jì)劃下科研數(shù)據(jù)跨境共享與開(kāi)放的基本原則達(dá)成共識(shí)。
一張“測(cè)一切之可測(cè)”的圖
表型是生命體的生物特征。表型組,是指生物體從微觀(即分子)組成到宏觀、從胚胎發(fā)育到衰老死亡全過(guò)程中所有表型的集合?;蚺c環(huán)境(含環(huán)境暴露和生活方式)共同決定了表型。
人類表型組計(jì)劃就是要基于“測(cè)一切之可測(cè)”的理念,對(duì)人類的各種表型進(jìn)行全尺度、全周期精密系統(tǒng)測(cè)量,從而解析基因—表型—環(huán)境之間以及宏觀—微觀表型之間的關(guān)聯(lián),進(jìn)一步破解各種表型和人類健康與疾病的關(guān)系。國(guó)際科學(xué)界已充分認(rèn)識(shí)到,人類表型組是繼基因組之后生命科學(xué)的又一個(gè)戰(zhàn)略制高點(diǎn)和原始創(chuàng)新源,人類表型組大科學(xué)計(jì)劃將深刻地改變生命科學(xué)領(lǐng)域的科研面貌,引領(lǐng)生命科學(xué)的范式變革。
人類表型組計(jì)劃的首要目標(biāo)就是要為未來(lái)的生命科學(xué)研究繪制“導(dǎo)航圖”。中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)校長(zhǎng)、上海國(guó)際人類表型組研究院院長(zhǎng)金力介紹,人類表型組的“導(dǎo)航圖”就是幾萬(wàn)種甚至十萬(wàn)種不同人類表型之間的關(guān)聯(lián)圖。他強(qiáng)調(diào),“科學(xué)家們通過(guò)按圖索驥,可以大大提高生命科學(xué)的創(chuàng)新效率,大大提高我們對(duì)生命現(xiàn)象認(rèn)知的能力?!边@張“導(dǎo)航圖”,將為科學(xué)家未來(lái)進(jìn)一步解析復(fù)雜生命系統(tǒng)的機(jī)理與奧秘指明新的方向、提供有價(jià)值的線索,是具有戰(zhàn)略性意義的生命科學(xué)原始創(chuàng)新源,有望引領(lǐng)新一輪健康科技與生物產(chǎn)業(yè)變革。
表型測(cè)量每人逾3萬(wàn)個(gè)指標(biāo)
北京時(shí)間11月19日晚在線舉行的國(guó)際人類表型組研究協(xié)作組理事會(huì)上,來(lái)自19個(gè)國(guó)家的21位理事和多位表型組學(xué)領(lǐng)域的一流科學(xué)家出席了會(huì)議,金力院士介紹了中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正在繪制的全球首張人類表型組參比“導(dǎo)航圖”的研究情況。
作為上海市市級(jí)重大專項(xiàng)“國(guó)際人類表型組計(jì)劃(一期)”的核心任務(wù)之一,依托在張江復(fù)旦國(guó)際創(chuàng)新中心建成的世界首個(gè)跨尺度、多維度人類表型精密測(cè)量平臺(tái)和自主研發(fā)的全過(guò)程、自動(dòng)化表型組大數(shù)據(jù)平臺(tái),中國(guó)科學(xué)家從2020年起開(kāi)展了“上海自然人群健康表型核心隊(duì)列研究”。截至今年11月19日,已有超過(guò)730位常住上海的20—60歲志愿者完成了在張江平臺(tái)2天1夜、每人超3萬(wàn)個(gè)指標(biāo)的全景表型測(cè)量,使科學(xué)家首次獲得了自然人群樣本貫通宏觀至微觀尺度20余個(gè)領(lǐng)域類別的海量表型基線大數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)總量超過(guò)了3PB。 經(jīng)過(guò)多學(xué)科團(tuán)隊(duì)對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的協(xié)同分析攻關(guān),科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了不同表型間超過(guò)150萬(wàn)個(gè)強(qiáng)關(guān)聯(lián),其中約39%為跨尺度關(guān)聯(lián),且大部分是科學(xué)界首次看到。通過(guò)這些強(qiáng)關(guān)聯(lián)形成的網(wǎng)絡(luò),中國(guó)科學(xué)家初步繪制了基于上海核心隊(duì)列的全球首張人類表型組參比“導(dǎo)航圖”。
目前,面向科研用戶的導(dǎo)航圖數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)站已經(jīng)上線公測(cè),多支科學(xué)團(tuán)隊(duì)正在從現(xiàn)有1.0版的導(dǎo)航圖中,篩選具有重大科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值的強(qiáng)關(guān)聯(lián),開(kāi)展進(jìn)一步科研攻關(guān)。
20個(gè)國(guó)家加入研究協(xié)作組
根據(jù)構(gòu)想,人類表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃最終將在全球各大洲代表性人群中進(jìn)行5萬(wàn)人、每人10萬(wàn)個(gè)以上表型指標(biāo)的全景測(cè)量和超過(guò)50萬(wàn)人的特定表型應(yīng)用示范測(cè)量。
要實(shí)現(xiàn)這一宏大目標(biāo),不可能全部由一個(gè)國(guó)家、一個(gè)團(tuán)隊(duì)完成,一定需要全球多個(gè)團(tuán)隊(duì)通過(guò)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下的“分布式”協(xié)同測(cè)量與數(shù)據(jù)分享最終實(shí)現(xiàn)。因此,科研數(shù)據(jù)的跨境共享與開(kāi)放是人類表型組計(jì)劃不可或缺的前提條件。
經(jīng)過(guò)各國(guó)科學(xué)家的充分探討與協(xié)商,國(guó)際人類表型組研究協(xié)作組理事會(huì)就人類表型組大科學(xué)計(jì)劃下科研數(shù)據(jù)跨境共享與開(kāi)放的基本原則達(dá)成共識(shí)。在兼顧安全和開(kāi)放兩大精神的指引下,相關(guān)原則共識(shí)共有6條:采納“FAIR”原則(尋獲性、可及性、互用性和復(fù)用性);安全合規(guī);數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化;分類分級(jí);多模式分場(chǎng)景共享;探索最佳實(shí)踐。
經(jīng)過(guò)理事會(huì)上的增選,已有來(lái)自覆蓋六大洲20個(gè)國(guó)家、23家機(jī)構(gòu)的學(xué)者加入國(guó)際人類表型組研究協(xié)作組,推進(jìn)人類表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃國(guó)際科技合作與協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)得到進(jìn)一步優(yōu)化。(記者 黃海華)