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重视人类基因组研究 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 0 发表于: 1998-07-01
第7版(国际)
专栏:院士园地

  重视人类基因组研究
  中国科学院院士 陈竺
  作者简介 现任上海第二医科大学附属瑞金医院上海血液学研究所所长,上海人类基因组研究中心主任,上海第二医科大学研究员、博士生导师。在人类基因组研究以及血友病分型、检测和白血病细胞及分子遗传学研究领域获得了一批有影响的成果,已发表论文百余篇。曾获得法国卢瓦兹奖、何梁何利奖及国家级、省部级等多个奖项。
  一段时间以来,人类基因组计划和我国的人类遗传资源保护问题受到舆论的高度重视。就像前一阵克隆羊“多利”被炒得沸沸扬扬一样,成了许多人茶余饭后的热门话题之一。
  人类基因组计划到底是怎么回事?这个计划有多重要?它与我国的人类遗传资源问题又有什么联系?中国在人类基因组计划中已经和将要扮演什么角色?这些自然也成了人们关心的问题。
  基因组(GENOME)是指一个生物体的所有基因。人类基因组包含着决定人类生、老、病、死以及精神、行为等活动的全部遗传信息。人类基因组计划最早由美国科学家提出,现已发展成为当前生物医学领域投资和研究规模最大的科学工程,其目标是在2005年测定包含3×109碱基对人类基因组DNA全序列,识别其中的约10万个基因并明确其染色体定位,确定所有基因的结构和位置(结构基因组学),为理解和阐明基因组功能、进化及疾病相关基因奠定基础。
  人类基因组计划的重要性,也许现在作出评价为时过早。然而,至少可以预测该计划的实施将对整个生命科学与医学研究产生重要影响。它将揭示人类全部编码基因以及表达调控元件的结构与位置;染色体三维空间结构对基因调节的作用;疾病(包括遗传性疾病、恶性肿瘤、心血管病等)的分子改变及其发病机理,为疾病的预后及分子诊断、预防和治疗提供依据;明确不同基因的功能,开发新药,形成以基因为基础的生物技术产业,或称基因产业;确定人基因组内与外源基因导入有关的序列,有效地进行基因转移和基因治疗;研究染色体和个体之间的多态性,用于基因诊断、个体识别、亲子鉴定、组织配型、发育进化等诸多医疗、司法和人类学研究。该计划也将促进生命科学与信息科学、材料科学和高新工业技术产业(自动化技术、纳米技术、激光和微电子技术等)的交叉融会,刺激相关学科、技术领域和高技术产业的发展。基因组研究还可能影响到农业、畜牧业、环境保护等诸多产业,以及伦理、道德、法律、经济(医疗、人寿保险等)等社会科学领域,有可能在相当大的程度上改变人类社会生产、生活和环境的面貌。正因为如此,该计划堪与“曼哈顿计划”和“阿波罗计划”相媲美,而在科学上的意义有人将之称为生命周期表的制作,丝毫不比元素周期表的发现逊色。
  那么,人类基因组计划的可行性到底怎样?该计划启动以来7年的进展对此作出了最好的回答。由于全球科学家的努力,1994年完成了由微卫星DNA标记组成的人类第二代遗传连锁图;1995年又完成了由酵母人工染色体(YAC)及STS组成的第一代人基因组物理图谱,而相当于人类10万个基因中90%以上的cDNA结构也已被识别;在大规模测序方面,已有10余种模式生物基因组全序列测定工作正在进行或已完成,酵母基因组全序列测定和6000个基因鉴定已于1996年底完成,人基因组测序已完成5%,2005年甚而更早可望完成全序列测定;在人类已定位的1479种遗传疾病中,截至今年1月2日已有829个基因被克隆,而多基因疾病相关基因的研究已成为目前的热点。
  需要指出,人类基因组研究最核心的部分,是要识别与人类疾病相关的基因,以及这些基因的结构功能改变在不同人群中的特点。我国人口约占世界的22%,有56个民族以及若干遗传隔离群。除汉族外,我国的少数民族大多分布在西南、西北、东北及华南等边缘地区。由于民族文化背景、生活习惯差异以及民族间较少或严禁通婚,形成了遗传学上相对隔离的人群。我国的疾病人群资源(包括个体、家系、群体)也是世界上最大的,而且我国的疾病谱特别广,既有发展中国家高发的传染病或某些遗传病,又有因生活方式改变而引起的“富贵”病。因此,我国人群的基因组样品既是认识人类遗传多样性不可多得的材料,也是发现疾病相关基因和重要生物学性状决定基因的源泉。国际上各研究中心及药厂已将中国人群作为其主要研究目标之一。
  我国的人类基因组计划起步于90年代初。“863计划”和国家自然科学基金委在生物技术领域内组织了一批与人类基因组研究相关的课题,启动了《中华民族基因组中若干位点基因结构的研究》和《人类重大疾病基因的研究》重大项目。正是在这些项目支持下,我国在多民族基因组的保存与分析、引进和建立基因组研究新技术以及若干位点疾病相关基因研究等三个方面取得了重要进展。一些部门、地方和国内外药厂也开始投资支持国内部分实验室的人类基因组研究。最近,我国老一辈科学家关于国家应加大对我国人类遗传资源保护和开发力度的呼吁,得到了党和国家主要领导人的高度重视,出现了前所未有的好形势。上海、北京人类基因组研究中心的相继成立,将形成我国人类基因组研究的南、北两个基地,成为我国人类基因组计划的学术交流中心、科学研究中心和技术服务中心。我国已在人类疾病基因和重要功能基因研究中获得了实质性进展,目前已完成全长cDNA及/或基因组DNA克隆、测序的新基因达100余条。这些基因大多已输入国际人类基因组数据库,部分已在申请中国或国际专利,其中若干基因的功能研究正在起步。我国重要的疾病如高血压、糖尿病、肿瘤(尤其是肺癌、食管癌、鼻咽癌、白血病)等相关基因的研究也取得了重要进展。
  目前,我国的人类基因组研究工作的规模和技术体系与国外先进水平相比仍存在相当大的差距。要在激烈的国际竞争中站住脚,必须结合我国的特点和优势,开拓创新,形成有我国特色的人类基因组研究计划。发达国家已投入巨资从事人类基因组的作图和测序,如果我们在后面亦步亦趋,则将永远落于人后。相反,如果我们能够尽快引进各种最新技术,充分利用我国的人群资源优势,直接楔入疾病基因及功能基因的定位、克隆、结构和功能研究,以及生物多样性研究等人类基因组研究的重要内容,在合理保护我国遗传资源的同时,加强平等互利的国际合作,则将创出我国人类基因组的研究体系,在国际人类基因组研究中占有一席之地。
(附图片)
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