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關(guān)鍵詞： 人類基因組計(jì)劃；挑戰(zhàn)；對策
摘要：人類基因組計(jì)劃的研究取得了令人矚目的成就，其成果主要表現(xiàn)在“四張圖”上：遺傳圖譜、物理圖譜、轉(zhuǎn)錄圖譜和序列圖譜。結(jié)構(gòu)基因組學(xué)時(shí)代正向功能基因組學(xué)時(shí)代過渡，新時(shí)代的最終目的，是闡明基因組所表達(dá)的真正執(zhí)行生命活動的全部蛋白質(zhì)的表達(dá)規(guī)律和生物功能。中國面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，必須采取相應(yīng)對策，吸收和借鑒國外在人類基因組計(jì)劃研究中采用的最新技術(shù)和方法，并不斷創(chuàng)新。
HGP and China Own HGP
Abstract：A great achievements has been made since the practice of HGP,the accomplishment is expressed in “four atlases”:genetic atlas,physical atlas,transcription atlas,and array atlas.The structual genomics is going into the functional genomics era,the terminal aim of the new times is expounding expressed regulation and biological function of protein that genome expressed and carried out life activity.Now China is facing an acute challenge upon how to develop its own HGP in 21th century.We must probe into its developing strategies,absorb and use the new technique and method in HGP research of other countries for reference,and make innovations continually.
Key Words：HGP;challenge;strategy
HGP(Human Genome Project)，即人類基因組計(jì)劃，通過以美國為主的全球性國際合作，在15年內(nèi)發(fā)現(xiàn)人類所有基因，破譯全部遺傳信息［1］。形象地說，畫出一張人體基因圖，確定23對46條染色體10萬個(gè)基因30億個(gè)堿基對的準(zhǔn)確排序，讀出和讀懂基因密碼。HGP是人類歷史上第一次由全世界各國科學(xué)家、不同的學(xué)術(shù)派別共同培育的全球性科學(xué)共同體。
1 HGP的回顧
測定人基因組全順序的動議是1985年5月在美國加州由Robert Sinsheimer組織的專門會議上提出的。同年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Renato Dulbecoo在“Science”上獨(dú)立撰文，從人類基因組全序列對癌癥研究的重要價(jià)值出發(fā)也提出了類似的動議［2］。1990年10月美國國會正式批準(zhǔn)啟動HGP計(jì)劃。(僅美國政府就預(yù)算投資30億美元)。至此HGP閃亮登場。包托美、日、德、英、法、中國在內(nèi)的6個(gè)國家的科學(xué)家正聯(lián)合起來，計(jì)劃在1990～2005年15年時(shí)間里完成全部23對染色體上的基因組作圖和DNA全長(30億堿基)核苷酸序列分析。
10年以來，HGP取得了令人矚目的成就。具體地講，成果主要表現(xiàn)在“四張圖”上：遺傳圖譜、物理圖譜、轉(zhuǎn)錄圖譜和序列圖譜。在醫(yī)學(xué)史上，格雷繪制的第一張人體解剖圖奠定了近代醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)。而HGP所提供的“四張圖”代表了第二代人體解剖圖，它揭示的是基因組所蘊(yùn)含的人體奧秘，從而奠定了21世紀(jì)醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)飛躍發(fā)展的基礎(chǔ)。
HGP研究取得的重大進(jìn)展，帶動了一系列相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展［3］。例如大規(guī)模DNA測序技術(shù)的相繼出現(xiàn)：毛細(xì)管凝膠電泳法、質(zhì)譜法、原子探針顯微鏡測序法、流動單分子熒光檢測法、DNA芯片測序、序列標(biāo)記連接子法、大規(guī)模平行實(shí)測法等。
迄今為止，科學(xué)家已經(jīng)完成人類基因組圖譜測定工作的1/3，人類基因組的“工作草圖”將有望于2000年春天完成，精確的人體基因組圖譜有望于2003年前最終繪制出來。
2 HGP的瞻望
隨著人體遺傳基因密碼的破譯，6 000多種單基因遺傳病和嚴(yán)重危害人類健康的多基因遺傳易感性疾病(艾滋病、惡性腫瘤、心血管疾病)，都有望得到預(yù)測、預(yù)防、早期診斷、治療。需要強(qiáng)調(diào)的是基因診斷，可以在癥狀出現(xiàn)以前作出，因此對優(yōu)生優(yōu)育、疾病的預(yù)防等具有不可估量的價(jià)值。
科學(xué)家要做的不僅要了解人類基因組的語言信息，還要了解其語義信息和語用信息。因此后基因組時(shí)代(postgenome Era)的來臨不可避免［4］。新時(shí)代的最終目的，是闡明基因組所表達(dá)的真正執(zhí)行生命活動的全部蛋白質(zhì)的表達(dá)規(guī)律和生物功能，也即蛋白質(zhì)組研究。主要的研究手段為雙向凝膠電泳、雙向高效柱層析、質(zhì)譜技術(shù)和生物信息學(xué)(bioinformatics)。蛋白質(zhì)組研究不僅是21世紀(jì)整體細(xì)胞生物學(xué)最重要的內(nèi)容，而且將為醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和工業(yè)的革新提供全新的思路。
一個(gè)基因就是一個(gè)產(chǎn)業(yè)，基因工程將成為21世紀(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。基因組研究正在醞釀一場制藥工業(yè)革命。一種疾病對應(yīng)一個(gè)或多個(gè)基因，如果能克隆這個(gè)基因，就意味著拿到了治病和制藥的秘方。而基因?qū)＠暮戏ɑ直ＷC了專利擁有者的高額利潤回報(bào)。1995年以來，歐、美一些研究單位和公司的觸角已經(jīng)伸向基因資源極其豐富的中國。中國面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
3 中國HGP的現(xiàn)狀
1987年我國在“863”計(jì)劃中開始設(shè)立人類基因組研究課題。1993年國家自然科學(xué)基金委批準(zhǔn)了“中華民族基因中若干位點(diǎn)基因結(jié)構(gòu)研究”的重大項(xiàng)目，標(biāo)志著中國HGP的正式開始。1996年我國又啟動了“重大疾病相關(guān)基因的定位、克隆、結(jié)構(gòu)與功能研究”，標(biāo)志著這一計(jì)劃已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的發(fā)展階段［5］。1999年9月，我國獲準(zhǔn)參加人類基因組計(jì)劃(HGP)，成為繼美、英、日、德法之后第六個(gè)國際HGP參與國。在科技部和中科院的資助下，我國將完成這一計(jì)劃中1%的測序任務(wù)，即3號染色體上3 000萬個(gè)堿基的測序任務(wù)。我國測序的這段染色體將是基因密集的區(qū)段，估計(jì)將有750～1 000個(gè)基因，蘊(yùn)藏著極大的開發(fā)資源。它代表著中國科學(xué)家在未來的基因工程研究——產(chǎn)業(yè)中占有一席之地。
我國科學(xué)家攜手攻堅(jiān)HGP研究并取得了一批成果。我國科學(xué)家測序過的70萬個(gè)堿基對已在國際基因數(shù)據(jù)庫中予以公布。本著“突出重點(diǎn)，有所為，有所不為”的方針，我國HGP所側(cè)重研究的是疾病相關(guān)基因以及重要生物功能基因的結(jié)構(gòu)和功能研究。近年進(jìn)展：遺傳性疾病致病基因的研究取得突破性進(jìn)展，湖南醫(yī)科大學(xué)夏家輝教授等首先發(fā)現(xiàn)神經(jīng)性耳聾的致病基因GBJ3，并克隆到定位于11號染色體上的多發(fā)性外生性骨疣的致病基因；同時(shí)在肝癌、鼻咽癌、白血病、原發(fā)性高血壓、精神病等易感基因研究方面取得了較大進(jìn)展；在建立了東北、西南12個(gè)少數(shù)民族以及南北兩個(gè)漢族人群永生細(xì)胞株庫的基礎(chǔ)上，開展了我國多民族基因組多樣性的比較研究。
4 中國HGP的未來
瞻望未來，中國HGP應(yīng)采取以下對策，以期跟上科學(xué)技術(shù)和時(shí)代前進(jìn)的步伐。
1)肩負(fù)著國家和民族希望的中國科學(xué)家，要發(fā)揚(yáng)偉大的“兩彈一星”精神，集中人力、物力、財(cái)力，統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)一攻關(guān)，重拳出擊，以期在重大疾病相關(guān)基因研究方面取得突破，并迅速申請專利，為我國21世紀(jì)醫(yī)學(xué)及基因相關(guān)產(chǎn)業(yè)打下基礎(chǔ)。
2)吸收和借鑒國外在HGP研究中采用的最新技術(shù)和方法，拿來主義，為我所用。
3)加強(qiáng)后基因組研究(蛋白質(zhì)組研究)。基因組測序，“只是萬里長征走完了第一步”。
4)基因工程產(chǎn)品在醫(yī)藥衛(wèi)生保健和其他方面的應(yīng)用越來越多。目前產(chǎn)值已達(dá)百億美元。正在逐漸成為名副其實(shí)的“朝陽工業(yè)”，可以說樹立了科學(xué)與技術(shù)相結(jié)合的典范。應(yīng)加大中國HGP科研成果向企業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓，以期實(shí)現(xiàn)科技向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。
5)江澤民主席強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)新，是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力”。如果人才、技術(shù)、資金條件成熟，中國應(yīng)開展PGP(植物基因組計(jì)劃)研究：如水稻、小麥、棉花、中國珍稀植物銀杏等，AGP(動物基因組計(jì)劃)研究如：豬、牛、羊、中國珍稀物種熊貓、虎等。
6)基因技術(shù)也是一把“雙刃劍”，有人預(yù)言基因武器將在未來10年內(nèi)出現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
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