2000年6月26日是人類生命科學史上值得紀念的壹天。美國總統克林頓在白宮宣布,人類基因組草圖已經繪制完成,所有人類基因的初步測序工作已經完成。這壹重大研究成果標誌著人類在研究自身的過程中邁出了關鍵的壹步。
現在人們熟悉了人類基因組計劃(HGP)。他們通常將HGP與阿波羅登月計劃和曼哈頓原子彈計劃相提並論。生物學家強調,HGP是人類系統認識自我最雄心勃勃的科學項目,是人類第壹個系統全面解讀和研究人類遺傳物質DNA的全球合作計劃。從重大的科學意義、經濟效益和社會效益來看,HGP無疑是三者中最突出的。
那麽人們如此重視的HGP到底是什麽呢?
我們知道所有生物的遺傳物質是DNA,它的總和就是基因組。就人類基因組而言,它是指在各種有功能的人類細胞中合成蛋白質和/或多肽鏈以及RNA所必需的所有DNA序列和結構。合成人類遺傳物質的是人類基因組,它由大約30億個堿基對組成,分布在細胞核內的23對染色體中。人類基因組計劃就是要確定人類基因組的所有DNA序列,從而解讀所有的遺傳密碼,揭示生命的所有奧秘。
在65438至0986年發表在《科學》雜誌上的壹篇短文中,諾貝爾獎獲得者杜伯克率先提出了全面解剖人類基因組的計劃。1988年,該計劃正式獲得美國國會批準,並於1990,10,1
HGP由美國政府資助,由美國國立衛生研究院(NIH)和能源部承擔。目前,來自美國、德國、日本、英國、法國和中國的科學家已經正式加入該計劃。由於人類基因組計劃的深遠影響和潛在的經濟價值,除了早期的政府幹預,世界上幾乎所有的大小制藥公司、基因組研究公司甚至其他不相關的公司都參與了人類基因組研究,其中比較有影響力的公司有美國的HGS、Incyte和Celera。在人類基因組研究的熱潮中,無形中形成了壹場激烈的基因爭奪戰。政府與企業之間、發達國家之間、發達國家與發展中國家之間的基因爭奪戰也愈演愈烈,加速了人類基因組計劃研究的進程。人類基因組計劃研究的預期時間表不斷提前。1998年對原計劃進行了修改,宣布將原定於2005年完成的測序任務提前兩年於2003年完成,“人類基因組DNA序列”將於2003年完成。
中國人口占世界總人口的22%,是壹個多民族的國家。我國豐富的群體遺傳資源是研究人類基因組多樣性、人類進化和人類疾病相關基因的寶貴材料。從1987開始,國家高技術發展計劃(863計劃)註重資助基因組研究的相關技術,中國人類基因組計劃於1994正式啟動。從65438年到0998年,國家人類基因組南北研究中心和北京華大基因組研究中心相繼成立。1999年9月,我國上述三個基因組研究中心承擔了國際人類基因組大規模測序的1%。這壹事件向世界表明,作為唯壹參與這壹任務的發展中國家,中國的人類基因組大規模測序工作已經開始,並具備了相當的實力。它代表著中國科學家將在未來的基因工程產業中占有壹席之地。在這個劃時代的裏程碑上,鐫刻著中國人的名字。通過參與這個項目,我們可以共享數據、資源、技術和聲音,最終開發出我們自己的基因資源。"
它將極大地推動生命科學領域壹系列基礎研究的發展,闡明基因結構與功能的關系,生命的起源與進化,細胞發育、產生和分化的分子機制,以及疾病發生的機制等。6000多種嚴重危害人類健康的單基因遺傳病和多基因遺傳病(如心血管疾病、惡性腫瘤、糖尿病等)的發病機理。)有望得到徹底闡明,為這些疾病的早期預防、診斷和治療奠定基礎。促進生命科學與信息科學、材料科學和高技術產業的結合,帶動相關學科和技術領域的發展,帶動壹批新興高技術產業;基因組研究中發展起來的技術、數據庫和生物資源,也將推動農業、畜牧業、能源、環境等相關產業的發展,改變人類社會生產、生活和環境的面貌,使人類進入更好的生存狀態。
以測序為主要內容的HGP已經完成,HGP進入以基因功能為主要內容的功能基因組學研究,衍生出壹系列基因組學研究計劃,包括疾病基因組學、比較基因組學、基因組多樣性(單倍型)、腫瘤基因組學、環境基因組學等。甚至誕生了蛋白質的基因組學、代謝組學、生理學、化學這些研究思路相同,研究策略相似的學科。總之,系統全面地認識人體奧秘的戰爭壹直方興未艾,愈演愈烈。毫無疑問,HGP是先行者和基礎,起著最重要的作用。
未來10-20年,人類將解讀所有模式生物、模式基因組和代表性生物的遺傳密碼。到2000年4月15日,國際人類基因組計劃已經對29種微生物進行了測序,面包酵母、大腸桿菌、果蠅、線蟲、水稻、雞、小鼠和大鼠。人類基因組計劃還對數十種致病微生物的基因組進行了測序,如與胃病發生密切相關的幽門螺桿菌、導致肺部疾病的結核病和導致梅毒的密螺旋體等,為闡明這些疾病的分子機制和設計新的診斷、治療和預防方法提供了可能。
利用人類基因組的工作草圖,人們將更容易、更透徹地了解基因在人類生老病死中的作用,使征服疾病、延長壽命、提高人類生活質量成為可能。根據許多常見致病基因的序列、位置和基本功能,科學家可以找出許多人類持久性疾病的病因,包括癌癥、阿爾茨海默病和心臟病,並有針對性地篩選和設計新藥。我們甚至可以根據患者的基因圖譜選擇或研發相應的藥物,糾正基因組中可能存在的基因缺陷,比如糾正胎兒疾病,在基因層面進行診療。隨著基因研究的深入,人類可以在分子水平上再生人體組織,甚至在疾病發作前治愈疾病,控制人類“衰老”和“長壽”基因,保證人類健康長壽。
人類基因圖譜繪制完成後,科學家將深入研究與各種疾病相關的基因、疾病基因與其他基因的相互作用以及環境。他預測,到2010或2020年,基因治療將成為壹種常見的治療方法。“破譯基因組密碼的意義就像計算機發明的時代壹樣。沒有人能想象到今天的電腦和網絡如此發達。21世紀將是生物技術的時代,基因的時代。”