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第三十五期 人类基因组计划

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  人类基因组计划以破解人类遗传和生老病死之谜,解决人类健康问题为目的,对人类自身的生存和发展具有非常重要的意义。

2003年4月14日,中、美、日、德、法、英等6国科学家宣布:“人类基因组序列图绘制成功,人类基因组计划的所有目标全部实现。

至此,人类基因组计划距离正式启动过去了14年,比原计划提前了两年多。

1990年,人类基因组计划在美国正式启动。9年后,中国获准加入了人类基因组计划,成为参与这一计划的惟一发展中国家。

在一次访谈中,人类基因组计划中国联系人杨焕明教授说:“人类基因组计划应该说是1953年4月23号(应为25日)开始的。”

1953年4月25日的《自然》杂志上,沃森和克里克以1000多字的短文和一幅插图公布了他们的发现:DNA的双螺旋结构。

根据他们的模型,DNA是由两条由脱氧核糖和磷酸交替组成的长链(长链通过碱基之间的氢键结合在一起)形成的双螺旋,每个脱氧核糖上都连着一个碱基,碱基以A对T、G对C的原则配对。按照碱基配对的原则,一条链上的碱基顺序确定后,另一条链上的碱基顺序也就显而易见。

“如果说人体的基因就像一部包装精美的天书,记载着生命的奥秘,那么,DNA双螺旋模型的发现,则是我们翻开了本书的第一页。”

而人类基因组完成图谱的公布,则将这本书完整地呈现在了人类的面前。

1977年,美国科学家桑格和吉尔伯特发现了读取基因序列的方法,并测定了第一个基因组序列,但由于工程过于庞大,并没有人打主意“用这种方法研究整个人体基因的序列”。当时,更多的生物学家们,都忙于对单个基因的功能进行研究,比如也是1977年,瓦穆斯发现了第一个致癌的基因,引起世界轰动。

1986年,美国能源部向国会正式提出了“人类基因组计划(humangenomeproject,简称HGP)”的初步草案,同时美国开始筹建“人类基因组计划”的实验室。

4年后,经美国国会批准,HGP计划正式启动,预计耗资30亿美元,堪比曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划。按照这个计划的设想,到2005年,要把人体内约10万个基因的密码全部解开,同时绘制出人类基因的谱图——换句话说,要揭开组成人体10万个基因的30亿个碱基对的秘密。[详细]

人类基因组计划简介   人类基因组计划的目的   人类基因组计划研究现状
  中国的人类基因组计划研究

  人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出,于1990年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的设想,在2005年,要把人体内约10万个基因的密码全部解开,同时绘制出人类基因的谱图。换句话说,就是要揭开组成人体10万个基因的30亿个碱基对的秘密。人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。
  什么是基因组?基因组就是一个物种中所有基因的整体组成。人类基因组有两层意义:遗传信息和遗传物质。要揭开生命的奥秘,就需要从整体水平研究基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系。

 

  为什么选择人类的基因组进行研究?因为人类是在“进化”历程上最高级的生物,对它的研究有助于认识自身、掌握生老病死规律、疾病的诊断和治疗、了解生命的起源。
   测出人类基因组DNA的30亿个碱基对的序列,发现所有人类基因,找出它们在染色体上的位置,破译人类全部遗传信息。
   在人类基因组计划中,还包括对五种生物基因组的研究:大肠杆菌、酵母、线虫、果蝇和小鼠,称之为人类的五种“模式生物”。
   HGP的目的是解码生命、了解生命的起源、了解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象、为疾病的诊治提供科学依据。

 

  1990年~1998年,人类基因组序列已完成和正在测序的共计约330Mb,占人基因组的11%左右;已识别出人类疾病相关的基因200个左右。此外,细菌、古细菌、支原体和酵母等17种生物的全基因组的测序已经完成。
  人类基因组计划的直接动因是要解决包括肿瘤在内的人类疾病的分子遗传学问题。在遗传和物理作图工作的带动下,疾病基因的定位、克隆和鉴定研究已形成了,从表位→蛋白质→基因的传统途径转向“反求遗传学”或“定位克隆法”的全新思路。
  人类疾病的基因组学研究已进入到多基因疾病这一难点。由于多基因疾病不遵循孟德尔遗传规律,难以从一般的家系遗传连锁分析取得突破。

 

  在政府的资助和一批高水平的生命科学家带领下,我国已建成了一批实力较强的国家级生命科学重点实验室,组建了北京、上海人类基因组研究中心。有了研究人类基因组的条件和基础,并引进和建立了一批基因组研究中的新技术。中国的HGP在多民族基因保存、基因组多样性的比较研究方面取得了令人满意的成果,同时在白血病、食管癌、肝癌、鼻咽癌等易感基因研究方面亦取得了较大进展。
   目前的研究工作还包括: 疾病和功能相关新基因的分离、测序和克隆的技术和方法学的创新研究;中国少数民族HLA分型研究及特种基因的分析; 人胎脑cDNA文库的构建和新基因的克隆研究。

 

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