人類基因組計(jì)劃簡(jiǎn)介
人類基因組計(jì)劃(human genome project, HGP)是由美國(guó)科學(xué)家于1985年率先提出,于1990年正式啟動(dòng)的.美國(guó)、英國(guó)、法蘭西共和國(guó)、德意志聯(lián)邦共和國(guó)、日本國(guó)和我國(guó)科學(xué)家共同參與了這一價(jià)值達(dá)30億美元的人類基因組計(jì)劃.這一計(jì)劃旨在為30多億個(gè)堿基對(duì)構(gòu)成的人類基因組精確測(cè)序,發(fā)現(xiàn)所有人類基因并搞清其在染色體上的位置,破譯人類全部遺傳信息.與曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅計(jì)劃并稱為三大科學(xué)計(jì)劃.
1986年,諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Renato Dulbecco發(fā)表短文《腫瘤研究的轉(zhuǎn)折點(diǎn)：人類基因組測(cè)序》（Science, 231: 1055－1056）.文中指出：如果我們想更多地了解腫瘤,我們從現(xiàn)在起必須關(guān)注細(xì)胞的基因組.…… 從哪個(gè)物種著手努力?如果我們想理解人類腫瘤,那就應(yīng)從人類開(kāi)始.……人類腫瘤研究將因?qū)NA的詳細(xì)知識(shí)而得到巨大推動(dòng).”
什么是基因組(Genome)?基因組就是一個(gè)物種中所有基因的整體組成.人類基因組有兩層意義：遺傳信息和遺傳物質(zhì).要揭開(kāi)生命的奧秘,就需要從整體水平研究基因的存在、基因的結(jié)構(gòu)與功能、基因之間的相互關(guān)系.
為什么選擇人類的基因組進(jìn)行研究?因?yàn)槿祟愂窃凇斑M(jìn)化”歷程上最高級(jí)的生物,對(duì)它的研究有助于認(rèn)識(shí)自身、掌握生老病死規(guī)律、疾病的診斷和治療、了解生命的起源.
在人類基因組計(jì)劃中,還包括對(duì)五種生物基因組的研究：大腸桿菌、酵母、線蟲、果蠅和小鼠,稱之為人類的五種“模式生物”.
HGP的目的是解碼生命、了解生命的起源、了解生命體生長(zhǎng)發(fā)育的規(guī)律、認(rèn)識(shí)種屬之間和個(gè)體之間存在差異的起因、認(rèn)識(shí)疾病產(chǎn)生的機(jī)制以及長(zhǎng)壽與衰老等生命現(xiàn)象、為疾病的診治提供科學(xué)依據(jù).
HGP的誕生和啟動(dòng)
對(duì)人類基因組的研究在70年代已具有一定的雛形,在80年代在許多國(guó)家已形成一定規(guī)模.
1984年在Utah州的Alta,White R and Mendelsonhn M受美國(guó)能源部(DOE）的委托主持召開(kāi)了一個(gè)小型專業(yè)會(huì)議討論測(cè)定人類整個(gè)基因組的DNA序列的意義和前景（Cook Deegan RM,1989）
1985年5月在加州Santa Cruz由美國(guó)DOE的Sinsheimer RL主持的會(huì)議上提出了測(cè)定人類基因組全序列的動(dòng)議,形成了美國(guó)能源部的“人類基因組計(jì)劃”草案.
1986年3月,在新墨西哥州的Santa Fe討論了這一計(jì)劃的可行性,隨后DOE宣布實(shí)施這一計(jì)劃.
1986年遺傳學(xué)家McKusick V提出從整個(gè)基因組的層次研究遺傳的科學(xué)稱為“基因組學(xué)”
1987年初,美國(guó)能源部和國(guó)立衛(wèi)生研究院為HGP下?lián)芰藛?dòng)經(jīng)費(fèi)約550萬(wàn)美元（全年1.66億美元）
1988年,美國(guó)成立了“國(guó)家人類基因組研究中心”由Watson J出任第一任主任
1990年10月1日,經(jīng)美國(guó)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)美國(guó)HGP正式啟動(dòng),總體計(jì)劃在15年內(nèi)投入至少30億美元進(jìn)行人類全基因組的分析.
1987年,意大利共和國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)開(kāi)始HGP研究,其特點(diǎn)是技術(shù)多樣（YAC,雜種細(xì)胞,cDNA等）、區(qū)域集中（基本上限于Xq24-qter區(qū)域）
1989年2月英國(guó)開(kāi)始HGP,特點(diǎn)是：帝國(guó)癌癥研究基金會(huì)與國(guó)家醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)(ICRP-MRC)共同負(fù)責(zé)全國(guó)協(xié)調(diào)與資金調(diào)控,劍橋附近的Sanger中心注重首先在線蟲基因組上積累經(jīng)驗(yàn),改進(jìn)大規(guī)模DNA測(cè)序技術(shù)；同時(shí)建立了YAC庫(kù)的篩選與克隆、特異細(xì)胞系、DNA探針、基因組DNA、cDNA文庫(kù)、比較生物基因組DNA序列、信息分析等的“英國(guó)人類基因組資源中心”.可謂“資源集中、全國(guó)協(xié)調(diào)”.
1990年6月法蘭西共和國(guó)的HGP啟動(dòng).科學(xué)研究部委托國(guó)家醫(yī)學(xué)科學(xué)院制定HGP,主要特點(diǎn)是注重整體基因組、cDNA和自動(dòng)化.建立了人類多態(tài)性研究中心（CEPH）,在全基因組YAC重疊群、微衛(wèi)星標(biāo)記（遺傳圖）的構(gòu)建以及馳名世界的用作基因組研究的經(jīng)典材料CEPH家系（80個(gè)3代多個(gè)體家系）方面產(chǎn)生了巨大影響.
1995年德意志聯(lián)邦共和國(guó)開(kāi)始HGP,來(lái)勢(shì)迅猛,先后成立了資源中心和基因掃描定位中心,并開(kāi)始對(duì)21號(hào)染色體的大規(guī)模測(cè)序工作.
1990年6月歐共體通過(guò)了“歐洲人類基因組研究計(jì)劃”,主要資助23個(gè)實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)用于“資源中心”的建立和運(yùn)轉(zhuǎn).還有丹麥王國(guó)、俄羅斯聯(lián)邦、日本國(guó)國(guó)、大韓民國(guó)、澳大利亞等.
1994年,我國(guó)HGP在吳旻、強(qiáng)伯勤、陳竺、楊煥明的倡導(dǎo)下啟動(dòng),最初由國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)和863高科技計(jì)劃的支持下,先后啟動(dòng)了“中華民族基因組中若干位點(diǎn)基因結(jié)構(gòu)的研究”和“重大疾病相關(guān)基因的定位、克隆、結(jié)構(gòu)和功能研究”,1998年在國(guó)家科技部的領(lǐng)導(dǎo)和牽線下,1998年在上海成立了南方基因中心,1999年在北京成立了北方人類基因組中心,1998年,組建了中科院遺傳所.1999年7月在國(guó)際人類基因組注冊(cè),得到完成人類3號(hào)染色體短臂上一個(gè)約30Mb區(qū)域的測(cè)序任務(wù),該區(qū)域約占人類整個(gè)基因組的1％.
HGP對(duì)人類的重要意義
1、HGP對(duì)人類疾病基因研究的貢獻(xiàn)
人類疾病相關(guān)的基因是人類基因組中結(jié)構(gòu)和功能完整性至關(guān)重要的信息.對(duì)于單基因病,采用“定位克隆”和“定位候選克隆”的全新思路,導(dǎo)致了亨廷頓舞蹈病、遺傳性結(jié)腸癌和乳腺癌等一大批單基因遺傳病致病基因的發(fā)現(xiàn),為這些疾病的基因診斷和基因治療奠定了基礎(chǔ).對(duì)于心血管疾病、腫瘤、糖尿病、神經(jīng)精神類疾?。ɡ夏晷园V呆、精神分裂癥）、自身免疫性疾病等多基因疾病是目前疾病基因研究的重點(diǎn). 健康相關(guān)研究是HGP的重要組成部分,1997年相繼提出：“腫瘤基因組解剖計(jì)劃”“環(huán)境基因組學(xué)計(jì)劃”.
2、HGP對(duì)醫(yī)學(xué)的貢獻(xiàn)
基因診斷、基因治療和基于基因組知識(shí)的治療、基于基因組信息的疾病預(yù)防、疾病易感基因的識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)人群生活方式、環(huán)境因子的干預(yù).
3、HGP對(duì)生物技術(shù)的貢獻(xiàn)
（1）基因工程藥物：分泌蛋白（多肽激素,生長(zhǎng)因子,趨化因子,凝血和抗凝血因子等）及其受體.
（2）診斷和研究試劑產(chǎn)業(yè)：基因和抗體試劑盒、診斷和研究用生物芯片、疾病和篩藥模型.
（3）對(duì)細(xì)胞、胚胎、組織工程的推動(dòng)：胚胎和成年期干細(xì)胞、克隆技術(shù)、器官再造.
4、HGP對(duì)制藥工業(yè)的貢獻(xiàn)
篩選藥物的靶點(diǎn)：與組合化學(xué)和天然化合物分離技術(shù)結(jié)合,建立高通量的受體、酶結(jié)合試驗(yàn)以知識(shí)為基礎(chǔ)的藥物設(shè)計(jì)：基因蛋白產(chǎn)物的高級(jí)結(jié)構(gòu)分析、預(yù)測(cè)、模擬—藥物作用“口袋”.
個(gè)體化的藥物治療：藥物基因組學(xué).
5、HGP對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的重要影響
生物產(chǎn)業(yè)與信息產(chǎn)業(yè)是一個(gè)國(guó)家的兩大經(jīng)濟(jì)支柱；發(fā)現(xiàn)新功能基因的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益；轉(zhuǎn)基因食品；轉(zhuǎn)基因藥物（如減肥藥,增高藥）
6、HGP對(duì)生物進(jìn)化研究的影響
生物的進(jìn)化史,都刻寫在各基因組的“天書”上；草履蟲是人的親戚——13億年；人是由300～400萬(wàn)年前的一種猴子進(jìn)化來(lái)的；人類第一次“走出非洲”——200萬(wàn)年的古猿；人類的“夏娃”來(lái)自于非洲,距今20萬(wàn)年——第二次“走出非洲”?
7、HGP帶來(lái)的負(fù)面作用
侏羅紀(jì)公園不只是科幻故事；種族選擇性滅絕性生物武器；基因?qū)＠麘?zhàn)；基因資源的掠奪戰(zhàn)；基因與個(gè)人隱私.