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防治感染新行动 华大发起全球噬菌体库(GPH)计划

Tags: 新冠肺炎   噬菌体库      更新:2020-05-30

噬菌体是一类以细菌为宿主的病毒,具有高度靶向性,只侵染特定细菌,并不攻击人体细胞。它长得十分科幻,像纳米机器人,大约30亿年之前就出现在了地球上了。

噬菌体虽然属于病毒类别,却具备广泛的应用价值,可用于防控所有由细菌引起或促成的病害,涉及农、林、渔、牧、医等多个行业。

以医疗行业为例,噬菌体可用于防治两大类人体疾病:感染性疾病,譬如呼吸道感染、胃肠道感染、尿路感染、腹腔感染等;复杂慢性疾病,譬如面部痤疮、炎症性肠病(IBD)、结直肠癌、肥胖症、II型糖尿病、心血管疾病等。相比同样能杀灭细菌的抗生素而言,噬菌体具有种类极丰富、特异性极强、副作用极微、易进行遗传改造等优势。除了简单粗暴地杀灭细菌,经过设计改造的噬菌体还可被用于靶向精准调控细菌和菌群的功能。

噬菌体家族十分庞大,它们的数量比地球上所有的其它生命(包括所有细菌)加在一起还要多——可能超过10^31个。然而现实情况是,公共数据库包含的噬菌体基因组信息极为匮乏,截至2020年5月20日,NCBI Genome存储的噬菌体完整基因组仅9618条,且大多缺乏对应的宿主基因组信息。现存噬菌体实体库规模也很局限——一般仅包含数百株或者仅能侵染特定类型细菌的噬菌体,且并无配套完善的基因组或表型数据,这严重限制了科学家们对噬菌体以及噬菌体与宿主相互作用的理解。

噬菌体正在侵染细菌(图片来源:MIT)

为了推动海内外研究者共同发展开源互利、合作共赢的现代科研方式,也为了促进噬菌体领域越过技术屏障得以迅猛发展,更为了专家学者们专注于真正重要的科研问题本身提供便利,深圳华大生命科学研究院发起全球噬菌体库(Global Phage Hub)计划,期待通过合作共享的形式,快速搭建全球最大规模的噬菌体实体与数据一体化库。

Global Phage Hub是国内首个共享型的规模化噬菌体库,在世界上首次集合噬菌体及其宿主菌的信息,并且将实体与基因组、表型数据一一对应建库,与广大高校和科研机构共享,将有力地促进噬菌体科研与应用领域的发展。

该项大科学计划依托华大全球领先的资源和平台:已成功实现测序仪和测序试剂国产化以杜绝被海外供应商卡脖子,现拥有完全自主知识产权的国产超高通量BGISEQ、MGISEQ、DNBSEQ系列测序系统,测序成本自主可控;具备超大规模生物信息计算与高性能分析能力,实现数据存储、分析的贯穿,为研究提供大数据源头保障;基于自主搭建的先进合成生物智建平台(Intelligent BioFoundry)建立了噬菌体相关的基因组提取、测序、分析、设计、合成、功能验证、人工智能学习等流程,实现自动化、高通量、智能化理念的全贯穿,将科研人员从大量繁复的劳力中解放出来,可极大地提高产出的可重复性和效率。

华大合成生物智建平台(BGI Intelligent BioFoundry)

加入联盟的成员团队能获得什么资源?

首期计划试行期2020.5.20-2020.12.31,华大将通过合作共享的形式为广大高校、科研机构、医院等单位免费进行噬菌体及其宿主菌基因组的测序、组装、注释。如果成员团队承诺两年内能够累计共享噬菌体达到一定数量以上,华大还将免费进行噬菌体及其宿主菌基因组的提取。参与本计划的成员团队将在协议约定的期限后获得Global Phage Hub其他成员团队自愿共享的噬菌体及其宿主菌的实体、原始数据以及分析结果的使用权。贡献噬菌体的数量越多或种类越罕见,成员团队获得的权益越大。譬如,华大可为成员团队基于自主开发的人工智能算法针对特定宿主匹配最合适的噬菌体、基于自主开发的高通量表型定量分析平台对噬菌体裂解特定宿主的能力进行精准验证等。联盟将来合作以专辑、专刊或高影响力文章的形式发表成果,作者名单也将按贡献排序。

没有噬菌体研究经验的团队也可以加入该联盟吗?

当然可以,希望更多来自高校、科研机构、医院的团队关注本领域,以及通过大学生课程教学、科研项目等形式加入本领域研究。只要成员团队具备或者能够挖掘大量菌种资源且能分配实验人员从事相关研究,华大将提供详细的噬菌体实验步骤文档与远程技术支持。如果成员团队承诺两年内能够累计共享噬菌体达到一定数量以上,华大还将提供为期1-2周的噬菌体实验培训。按照华大以往与医院的合作经验,两名新培训的硕士研究生或技术员半年内可分离纯化获取约200株噬菌体。

截至2020年5月20日,除了华大之外已有以下单位为Global Phage Hub做出贡献:

中南大学湘雅医院

中科院深圳先进技术研究院

荷兰噬菌体库(海外)

深圳市第三人民医院

美国杜克大学(海外)

清华大学医学院

广东省人民医院

期待您的加入……

联合发起人:

如何申请加入联盟?

请来自高校、科研机构、医院的有意向的老师和伙伴发邮件至bgi-phage@genomics.cn联系尹洁芳老师索取合作协议、样本信息表、噬菌体实验步骤,我们将于三个工作日内反馈。

作者:生物探索 来源:生物探索
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