美国能源部联合基因组研究所通过新伙伴关系扩大能力

随着去年出版的战略计划“ 打造未来 - 十年战略愿景 ”，美国能源部联合基因组研究所(DOE JGI)已定位为其用户提供最新技术和专业知识，以便他们可以解决紧迫的能源和环境科学挑战。

这一过程中一个重要的早期步骤是启动新兴技术机会计划(ETOP)。ETOP的主要目的是开发和支持DOE JGI可以建立的选定新技术，以增加其目前为其用户执行的高吞吐量测序的价值。该计划是DOE JGI战略规划中提出的几项建议之一，也是DOE 生物与环境研究办公室开展的一项补充过程。。现在，一系列新的合作关系正在形成，以响应ETOP的第一次提案征集。这些技术涵盖了新的可扩展DNA合成技术的发展，以及从复杂环境样品中高通量测序和表征单个微生物细胞的最新方法。

“美国能源部JGI的核心理念是，我们的技术和分析能力需要不断发展，以便最大限度地提高用户的科学成就，”监督ETOP担任DOE JGI科学计划副主任的Jim Bristow说。。“通过在DOE JGI本身建立新的科学能力，以及通过该计划确定的合作伙伴，开发和部署高度专业化的技术来补充Walnut Creek工厂的活动。尽管最先进的大规模测序仍然是DOE JGI的关键组成部分，但未来将向JGI用户提供其他大规模功能，特别是有助于将序列与功能联系起来的功能，“Bristow说。

当DOE JGI成立于1997年以帮助加速人类基因组计划(HGP)工作时，该伙伴关系由DOE国家实验室和大学合作伙伴组成。在完成美国能源部2004年对人类基因组计划的承诺后，美国能源部JGI作为一个国家用户设施开放了大门，推动了能源和环境应用的基因组学前沿。仅在2012年，该研究所完成了2,600多个项目。

对于ETOP的第一个周期，DOE JGI选择了这六个新的合作伙伴关系：

斯坦福大学的斯蒂芬雷克斯提出，“单细胞接近宏基因组学”。该技术可以更容易地从复杂的环境样品中分离出感兴趣的单个细胞。

“由序列验证的DNA分子的标签指导检索准确的基因合成，”华盛顿大学的Jay Shendure提出。该技术可以简化DNA合成管道并增加产量。

“通过结合标记与重水，拉曼显微光谱，微流体和流式细胞术，对单细胞基因组学的特定功能特征的微生物细胞进行高通量分选”，麻省理工学院的Roman Stocker和维也纳大学的Michael Wagner(奥地利)提出。该技术可以加速基因组测序实验中基因的功能表征，这是DOE JGI的最高优先级之一。

“生成来自植物和其他生物的高质量基因组DNA，大插入文库和高质量物理图谱，用于改进物理图谱和序列水平组装，”亚利桑那基因组学研究所(AGI)的Rod Wing提出。这种技术可以更容易地从植物中分离DNA，其数量和质量可由DOE JGI更有效地测序。

“开发用于从复杂宏基因组数据集中高通量恢复近乎完整和完整的微生物基因组的管道”，加州大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室的Jill Banfield，橡树岭国家实验室的Chongle Pan提出，加州大学伯克利分校的Brian Thomas。该技术可以产生更好的方法，用于从环境样品的典型片段序列中分离和表征整个微生物基因组。

“开发和实施高通量真菌培养和核酸分离方法”，由西北太平洋国家实验室的Jon Magnuson提出。与上述AGI提案类似，该技术可以使DOE JGI可以更有效地对数量和质量的DNA进行分离。

DOE JGI预计将在未来两年内为新的ETOP计划承诺约350万美元。

“DOE JGI致力于以创新和有效的方式整合这些扩展的活动，”Bristow说。“如果生物科学要实现基因组测序的全部益处和承诺，这一点至关重要。”

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