人类基因组计划

一 人类基因组计划

什么是基因组?基因组就是一个物种基因的整体组成。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,为此首先要对生物的DNA的碱基顺序有一个比较准确的了解。

随着遗传学的发展,人类疾病特别是肿瘤的遗传机制就成为研究的焦点。要攻克肿瘤,须先了解肿瘤,所谓知己知彼,百战不殆;要关注细胞的基因组,了解哪些基因与肿瘤等疾病有关,应先急后缓,直接从人类的基因组开始,找出隐藏着肿瘤秘密图纸的处所。揭开基因组构造的机密,就会更清楚地认识自我,掌握生老病死的规律,探求疾病的诊断与治疗的途径,甚至揭开生命起源的神秘面纱。

人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)就是在这种认识和背景下诞生的。1985年,在美国能源部主持的会议上,科学家提出了测定人类基因组全序列的动议,形成了美国能源部的“人类基因组计划”草案。1988年,美国科学院发布了一项重要提案,即开展耗资30亿美元的人类基因组作图计划,成立了由国家卫生研究院领衔的国家人类基因组研究中心,由DNA结构的发现者之一沃森任主任。1990年经美国国会批准,美国HGP正式启动,总体计划是在15年内投入至少30亿美元进行人类基因组的分析。HGP的主要任务是对人类基因组的30多亿个碱基进行精确测序,寻找所有人类基因并搞清其在染色体上的位置,破译人类全部遗传信息。这一庞大计划堪与曼哈顿原子弹计划以及阿波罗计划媲美,并称为20世纪的三大科学计划。2000年,国家HGP项目同商业竞争对手赛莱拉基因组公司达成初步协议,决定在DNA双螺旋结构发现50周年的2003年完成测序工作。我国于1993年加入该计划,承担其中1%的任务,即约3千万碱基的测序任务。2000年6月28日人类基因组工作草图完成。

在人类基因组计划中,还包括对五种所谓模式生物基因组的研究,它们就是在生物科学研究中经常大显身手的大肠杆菌、酵母、线虫、果蝇和小白鼠。

HGP的主要任务是测定构成人类基因组的DNA碱基顺序,包括下面所说的四大图谱,此外还有测序技术、人类基因组序列变异、功能基因组技术和比较基因组学等相关项目,同时自然也涉及社会、法律、伦理、生物信息学和计算生物学、教育培训等方面的问题。

对于这样一个庞然大物,本书难窥全豹,只求了解一斑。我们不妨看看四大图谱究竟是怎么回事。