一个国际科学家联盟正在提出可以说是生物学史上最雄心勃勃的项目：对地球上所​​有已知真核生物的DNA进行测序。这项具有纪念意义的倡议的好处将有望彻底改变对地球生命的科学认识，并为医学，农业，保护，技术和基因组学的全球创新提供重要的新资源。

地球生物基因组计划的核心目标是通过对150万种已知真核生物的基因组进行测序和功能性注释来了解地球上生命的进化和组织，这是一个包括植物，动物，真菌和其他细胞的大型群体。有一个容纳染色体DNA的细胞核。迄今为止，已经对小于0.2%的真核物种的基因组进行了测序。

该项目还试图揭示估计的1000万至1500万种未知的真核生物，其中大部分是海洋中的单细胞生物，昆虫和小动物。基因组数据将成为科学发现的免费可用资源，并与生物多样性来源的国家和土着社区分享由此产生的惠益。研究人员估计，拟议的计划将耗时十年，耗资约47亿美元。

在4月23日发表在“美国国家科学院院刊”(PNAS)上的一篇观点文件中，组成地球生物基因组项目工作组的24位跨学科专家提供了一个令人信服的理由，说明为什么项目应该向前发展，概述如何实现的路线图。

加州大学戴维斯分校着名的进化与生态学教授Harris A. Lewin是该工作组的主席，也是该论文的主要作者。伊利诺伊大学Carl R. Woese基因组生物学研究所主任，史密森尼研究所研究植物学家兼策展人W. John Kress的主任Gene Robinson是联合主席。

科学家们在论文中指出了人类基因组计划的巨大成功先例。美国和其他国家的资助机构于1990年启动并于2003年完成，投资约30亿美元用于对整个人类基因组进行测序。由此产生的“基因组革命”不仅对人类医学产生了巨大影响，而且对兽医学，农业生物科学，生物技术，环境科学，可再生能源，法医学和工业生物技术产生了巨大影响。巴特尔纪念研究所2013年的一份报告估计，人类基因组计划对美国经济的经济效益接近1万亿美元。

Lewin将地球生物基因组计划视为提供更多创造科学和社会效益的机会。

“EBP将为新的生物经济奠定科学基础，该生物经济有可能为全球人民带来健康，环境，经济和社会问题的创新解决方案，特别是在拥有重要生物多样性资产的欠发达国家，”他说。

该项目于2015年首次出现在由Lewin，Robinson和Kress组织的会议上，随后是作为史密森尼生物多样性基因组学倡议的一部分组织的另一次会议。人类基因组计划完成后，许多具有生物医学，农业和工业重要性的生物对其基因组进行了测序。2015年会议的与会者认为，需要一个更加雄心勃勃的项目来推进生物学，这个项目将对来自地球上所有复杂生命的DNA进行测序。

技术进步使该项目可行。对于人类基因组大小的草案质量序列，全基因组测序的成本已下降至约1,000美元，对于平均真核基因组的染色体的参考质量组装，成本约为30,000美元。

随着高性能计算，数据存储和生物信息学的进步，基因组的高通量组装和表征现在是可行的，尽管有必要对用于对齐，解释和可视化大量数据的算法进行创新。完成的项目预计需要大约1 EB(10亿千兆字节)的数字存储容量。

满足关键需求

该项目还解决了几个关键需求。一个是需要为濒危物种和生态系统提供更好的保护工具，特别是那些受气候变化影响的物种和生态系统。

“地球生物基因组计划将让我们深入了解生活的历史和多样性，并帮助我们更好地了解如何保护它，”罗宾逊说。

该工作组还认为，该项目对于开发传染病和遗传性疾病的新药以及为预计到2050年预计的96亿人口的人口提供新的生物合成燃料，生物材料和食物来源至关重要。

“科学家们相信，到本世纪末，超过一半的物种将从地球表面消失，对人类生命的后果不明，但可能是灾难性的，”Lewin说。

为了实现其愿景，地球生物基因组计划正在开发一系列全球伙伴关系和战略。

该项目的组织结构将包括一个“全球社区网络”，每个社区都为项目做出贡献，并遵循项目的协议和标准。该项目与全球基因组生物多样性网络合作，这是世界上主要的组织和来自凭证样本的DNA资源。它还与从事不同生物群的科学家团体建立伙伴关系，包括脊椎动物基因组计划，全球无脊椎动物基因组联盟，10,000植物基因组计划，5000昆虫基因组计划等。

组建物种将是一项艰巨的任务，这就是为什么与采购和保护地球生物多样性的机构建立伙伴关系，如自然历史博物馆，植物园，动物园和水族馆，对成功至关重要。例如，史密森尼植物标本馆包含约300,000种物种。

“史密森学会的许多科学家及其19个博物馆和9个研究机构正在他们的研究中应用基因组学技术，以增加我们对自然世界的理解。史密森学会的生物多样性基因组学的强度是该机构将发挥重要作用的一个很好的指标。为了进一步实现地球生物基因组计划的目标，“克雷斯说。

Earth BioGenome项目还计划利用“公民科学家”运动收集标本，模仿加州大学保护基因组联盟的CALeDNA计划。该项目可能有助于开发新技术，例如便携式基因测序仪和可以外出的仪器化无人机，在现场识别样品，并将这些样品带回实验室。

已经与亚马逊代码银行和世界经济论坛共同启动了一个试点计划，以建立一个系统，确保公平分享利用“生物多样性公约”，“名古屋议定书”下的遗传资源所产生的惠益。巴西约占世界生物多样性总量的10%。该项目将为亚马逊河流域的土着和传统社区提供机会，从其当地生物群落中利用生物数据和自然资产所产生的经济价值。如果成功，试点计划将成为生物多样性丰富的其他国家的基础。