卡罗琳·霍格博士从来都不是一个坚持自己的人。悉尼大学澳大利亚野生动物基因组学小组的高级研究经理领导着濒危物种保护方面的突破性科学工作，她自己承认，她是一个“只想继续下去的 A 型人格”。“继续吧，”她做到了。由于冠状病毒德尔塔变种的传播，悉尼处于严格封锁状态，一组考拉活检样本被困在昆士兰州，霍格联系了东北部州的一位朋友，请求一个不寻常的帮助。“我无法前往昆士兰州，”她告诉我们。“但我在那里有一位同事，他是一名化学家。我给他和他的一名博士生（也是一名化学家）上了一堂关于如何通过 Zoom 进行活检亚采样的课程。“他们俩一生都没有做过任何遗传学，但他们开车去了存放样本的澳大利亚动物园野生动物医院，为我对它们进行了亚采样。然后，他们把所有东西都送到了我家，这样我就可以把材料送到我们的实验室。这是一个全新水平的科学合作。对于霍格来说，合作是自然而然的，他从事保护工作已有 25 年，并正在推动更多多学科举措，以解决澳大利亚及其他地区野生动物面临的日益复杂的问题——从气候变化到人类对栖息地的破坏和疾病。Hogg 需要考拉 DNA 样本，因为她参与了一项齐心协力的努力，通过 Amazon Web Services （AWS） 开放数据赞助将数据提供给世界任何地方的研究人员，Program.By 通过该计划发布这些遗传数据，该计划涵盖了对科学界具有高价值的数据集的存储成本，并将其提供给在云中访问和分析——Hogg 和团队希望加快解决方案的研究和开发，以保护标志性但日益受到威胁的有袋动物。“基因组测序是一种非常强大的决策工具，”霍格说。“它为我们提供了对动物的大量了解，从它的免疫系统到它的饮食，再到它的种群多样性。”“我们知道，一个物种本身的遗传多样性越多，它应对即将发生的任何事情的适应潜力就越大。我们希望找到方法，为考拉等濒危物种提供尽可能多的遗传变异，以便它们能够自然地适应即将到来的挑战。“例如，一种方法可能是将具有某些遗传特征的考拉从一个地方转移到另一个地方。这确实带来了一系列其他问题，主要是因为考拉挑食，有些考拉比其他考拉更挑食，但这是可能的。“对于正在研究衣原体疫苗的研究人员来说——衣原体是一种细菌感染，是考拉的主要杀手——这种遗传信息可以帮助为疫苗管理计划提供信息，通过确定哪些考拉种群比其他考拉种群更容易感染这种疾病。”马修·克劳瑟 （Mathew Crowther） 摄该项目得到了澳大利亚联邦政府和新南威尔士州政府的支持，作为其到 2050 年考拉数量翻一番的目标的一部分，该项目建立在之前对考拉基因组进行测序的工作的基础上，该工作于 2018 年发表。这个遗传蓝图，或“参考基因组”，是由一只考拉的 DNA 产生的。霍格和她的科学家同事现在正在做的事情被称为“重测序”——对更广泛的动物群体的基因组进行测序，这些动物代表了该物种中发现的所有不同类型的考拉。“来自昆士兰州的考拉往往更小、颜色更棕色，而维多利亚州的考拉往往更大、更灰色、更蓬松，”霍格说。“变异程度让许多科学家相信考拉可能存在两种不同的物种，直到考拉参考基因组被测序并证明这是错误的。”“通过生成这个新的、更广泛的基因组数据集，我们可以开始提出这样的问题，'生活在西部的考拉是否具有我们在东海岸看不到的基因变异，那里更冷、更潮湿——那么这些基因对于应对气候变化是否具有潜在重要性？'最初的计划是每六到八周向 AWS 开放数据赞助计划发布一批 96 个测序考拉基因组，到 2021 年底，所有 450 个考拉基因组都可用。虽然 COVID-19 推迟了时间线，但第一组基因组现在可供研究人员访问。摄影：Louise M. Cooper研究人员可以立即开始处理这些特定考拉种群的数据，而无需等待所有测序完成，尽管他们必须等待所有 450 个基因组都可用，然后才能研究整个物种范围内的多样性比较情况。“保护考拉种群的最好方法通常是停止砍伐它们的树木，”霍格说。“但尽管我们中的许多人都想说，'让我们停止这样做'，但我们必须现实一点。我们不能停止发展。我们必须为这些问题找到多种创造性的解决方案，而不是拘泥于我们在 90 年代开发的工具。对于霍格来说，这意味着利用云等技术使物种基因组测序更加公平，确保尽可能多的研究人员——无论他们的背景或机构的计算资源水平如何——都可以访问遗传信息，为保护工作提供信息。我开始与 AWS 合作是因为我有太多数据，但我无法使用我们拥有的本地 IT 系统有效地处理这些数据，“她说。“使用 AWS，我们能够将数据分析时间从 10 天缩短到仅 5 小时。当我意识到能够在云中工作的力量时，它鼓励我超越我的生物学领域，寻找在其他专业领域工作的人。AWS 云可以帮助降低亚太地区的碳足迹S&P Global Market Intelligence 旗下的 451 Research 的一份新报告发现，云中的计算能源效率是亚太地区本地数据中心的五倍。这并不是 Hogg 和她的同事第一次在 AWS 云中使用大型数据集来保护物种。去年，该团队使用 AWS 云生成了用于管理塔斯马尼亚袋獾的遗传信息，这是一种濒临灭绝的澳大利亚有袋动物。如今，霍格领导着受威胁物种倡议，为澳大利亚一些最脆弱的物种提供基因组资源。该项目于 2020 年 5 月启动，已经为 62 个物种产生了资源，这些资源将在未来在 AWS 开放数据赞助计划中提供。霍格将她的工作描述为“跳出你认为可能的领域进行思考”，以实现科学进步。我们作为一个人类的生存取决于地球的生存，而地球取决于我们维持系统多样性的能力，“霍格说。“问这个问题很好，'为什么我们需要关心保护一个物种？'但是，在我们开始说，'哦，我们现在已经失去了整个生态系统！'我非常乐观，“她说。“我们适应不断变化的环境的能力是存在的。当我们想改变一些东西时，我们可以。
