杏彩平台客户端:人类基因组计划为何一再提前

2024-07-16 10:21:55来源:杏彩体育官网app 作者:杏彩体育平台登录

新闻摘要:  人类基因组计划启动于1990年,原计划用15年时间即到2005年完成全部30亿碱基对序列测定,但由于它在科学上的巨大意义和商业上的巨大价值,使得这一计划完成时间一再提前。1998年对原计划进行了修

  人类基因组计划启动于1990年,原计划用15年时间即到2005年完成全部30亿碱基对序列测定,但由于它在科学上的巨大意义和商业上的巨大价值,使得这一计划完成时间一再提前。1998年对原计划进行了修改,宣布提前两年即2003年完成序列测定。今年5月9日,国际人类基因组宣布完成第一阶段——人类基因组序列“工作框架图”的构建。5月10日,在美国冷泉港举行的国际基因组高峰会议上,6国16个基因组负责人研究决定,将“人类基因组DNA序列图”完成时间再提前两年,即2001年6月全部完成。

  人类基因组计划国际组织中国联系人、中科院遗传所人类基因组中心主任杨焕明教授介绍说,基因,是决定一个生物物种的所有生命现象的最基本的因子。决定一个物种之所以是这个物种,是由它的遗传信息决定的,而遗传信息的载体,就是DNA(脱氧核糖核酸)。DNA就是基因的实体。

  杨焕明说,人类的遗传物质是DNA,它的总和就是人类基因组,估计有6—10万个基因,由大约30亿碱基对组成,分布在细胞核的23对染色体中。人类基因组计划是用大撒网的方法,将人的所有基因一网打尽,即测定人类基因组的全部DNA序列,从而解读所有遗传密码,揭示生命的所有奥秘。这项计划一旦完成,我们将清楚地了解一个人为什么会成为色盲,为什么会发胖、秃顶,易患这种疾病而不是另外的疾病等等。正由于此,它是一项改变世界、影响到我们每一个人的科学计划。

  诺贝尔奖获得者杜伯克于1986年在《科学(Science)》杂志上发表的一篇短文中率先提出了这个计划。1988年,该计划正式获得2790万美元的美国国会拨款,并于1990年10月1日正式启动。其总体规划是:拟在15年内至少投资30亿美元,进行对人类基因组的分析。不久,该计划发展成一个由多国政府支持的国际项目,先后有美、英、日、德、法及中国等6个国家参加,有16个实验室及1100名生物科学家、计算机专家和技术人员参与。

  人类基因组计划一直是美国乃至世界新闻媒体的报道热点。美国《时代》周刊,每年都把该计划的进展作为一年一度的重大新闻加以传播,同时政府散发小册子加以普及。特别是该计划不断取得一些阶段性成果。比如分离出某种致病基因,使得该病能够被预测、诊断,最终被攻克,由此在公众中产生巨大影响。经过多年努力,该计划在美、英等国几乎家喻户晓。我国媒体近一两年对该计划报道逐渐增多、升温,但公众对此了解还远不够深入透彻,许多人仍不清楚何为基因,更谈不上对人类基因组计划整体了解,作为这项宏伟计划的6个参与国之一,我们有必要而且必须了解上述人类基因组计划的基本内容。

  我国人口占世界人口总数的22%,是一个多民族的群体,我们丰富的人群遗传资源是研究人类基因组多样性、人类进化以及人类疾病相关基因的宝贵材料。国家高技术发展计划(863计划)自1987年开始就注意资助研究基因组的有关技术,我国的人类基因组计划正式启动于1994年,重大项目《中华民族基因组若干位点基因结构的研究》由国家自然科学基金委员会、863计划和国家重点基础研究计划(973)所共同资助。1998年8月,中国科学院遗传研究所人类基因组中心在京成立;随后,国家人类基因组南方和北方研究中心相继成立。1999年7月,我国在国际人类基因组HGSI注册。同年9月,我国科学家应邀出席在英国剑桥召开的第五次人类基因组大规模测序战略研讨会,商定我们的“包干区域”。中科院遗传所人类基因组中心与国家人类基因组南方和北方中心共同承担了国际人类基因组大规模测序任务的1%,即3号染色体短臂从D3S3610至端粒的30Mb区域上3000万个碱基对的测序任务。1999年11月,科技部、中科院和国家高技术计划生物领域专家为此在北京联合召开了专家论证会,由吴院士任论证会专家组组长。根据专家评审意见,该项目立项申请得到批准。今年4月份我国完成了1%人类基因组测序“工作框架图”(覆盖率90%)构建。自此我国人类基因组测序与世界同步进入了第二阶段:完全解析人类基因组30亿碱基的顺序,制作出一张“完成序列图”,把人类基因组整体序列的准确率提高到99.99%。

  据国家人类基因组南方研究中心主任、中科院院士陈竺介绍,在过去6年中,我国科学界共同努力组织了一批高水平的医学中心和遗传学领域内的国家和部门重点实验室,建立了全国性的遗传资源收集、保存网络,引进和建立了包括遗传和物理作图、大规模DNA测序、基因定位、克隆、突变检测和生物信息学等在内的较完整的基因组研究体系,同时也获得了一批重要研究成果。特别是承担并完成国际1%人类基因组测序任务,这一事件向世界表明,作为参与该任务的唯一的发展中国家,我国人类基因组大规模测序工作已经开始,并具有相当的实力。

  杨焕明教授说:“不要小看这1%,它代表着中国科学家在未来的基因工程产业中占有一席之地。在这个划时代的里程碑上,已经刻上了中国人的名字。通过参与这一计划,我们可以分享数据、资源、技术与发言权,最终来开发我国自己的基因资源。”

  尽管人类基因组计划是以为人类造福为宗旨,一开始就提倡“国际参与、免费分享”,是“公益计划”,但人类基因组计划已经产生的和将要产生的巨大经济价值,不能不让唯利是图的企业眼红。该计划一再提前,与企业争夺基因专利、基因资源密切相关。

  为基因申请专利,就意味着垄断了将来以这些基因所开发出来的相关产品的权利。一条有重要功能的基因,价值在数百万至数千万美元之间,有的甚至上亿。如“肥胖基因”的转让费达1.4亿美元。

  基因垄断遭到了世界上有识之士的反对。我国专家杨焕明等指出,假如基因序列本身也被允许专利,后果是信息垄断,所有基因的发现都只会归利于几家捷足先登的大公司所有。杨焕明进而提醒说:“人类只有一个基因组,不存在白种人基因组、黄种人基因组之分,全人类所有成员在根本上是一致的,对任何一个人基因组的研究,代表了全人类的一致性信息。人类基因数目是有限的,发现一个少一个,基因被‘专利’,等于说,谁发现了某个基因,这个基因就归谁。这是在抢啊,就像当年哥伦布登陆抢滩一样!”

  谈到人类基因组计划一再提前,就不能不提起一家名为塞莱拉的美国公司。1998年5月,帕金·埃尔默这个全球最大的DNA自动测序仪厂家,投资3亿美元组建塞莱拉公司,声称在3年内完类基因组的序列测定,目的是抢在人类基因组计划前完成,垄断人类基因组信息。1999年5月,他们又将这一目标提前一年。今年4月6日,塞莱拉公司突然宣布完成了基因测序工作。4天后,美国国家人类基因组研究所所长弗朗西斯·柯林斯发表声明说,塞莱拉的测序结果值得怀疑,他们本该对基因测序数据核查10次,却只核对3次。

  姑且不论塞莱拉的测序结果是否可信,只说这家公司与人类基因组计划竞争态势昭然若揭。它逼迫人类基因组国际组织于今年5月10日再次将测序完成时间提前两年。我国科学家陈竺院士最近对此评价说:“塞莱拉公司科学家在基因组研究方面的胆识,却助长了该公司与公共领域相悖的势头。出于商业目的,包括塞莱拉等在内的一些机构力图获得基因组数据的专利,或在相当长的时间内封锁有关数据。这种做法违背了大多数公众的利益,也妨碍了科学的进步,因此遭到科学界的反对。今年3月14日,美国总统克林顿和英国首相布莱尔联合声明支持基因组数据公开的政策,使垄断基因组数据的企图明显受挫。然而,‘公’‘私’之争并未结束。”陈竺建议,既然我国已加入国际公共领域的人类基因组计划,我国政府也应该在基因组数据公开这一重大原则问题上表态。

  正是在这种基因专利、基因垄断、基因资源的论战和争夺中,在基因测序成本大幅下降中,在有关各国政府的巨资投入和大力支持中,在全世界科学家的大合作和大竞赛情势下,人类基因组计划如离弦之箭,飞速奔往目标……

  中科院遗传所人类基因组中心副主任于军教授长期在美国最具实力的基因组中心工作。他认为,人类基因组计划使基因组学再生,也使其走出了“象牙塔”,成为生命科学乃至生物技术及相关产业的先遣学科。

  陈竺说,人类基因组计划为推动医学进步带来了空前的机遇。一般而言,某一致病基因被发现后,数月内即可用于诊断。疾病的基因诊断有可能发展成医学的重要分支和实现产业化。在婴儿时期的基因筛查有可能识别出疾病基因或风险基因的携带者,这一被称为“预测医学”的做法,固然为疾病的早期预防提供了便利,但同时也带来一系列伦理、法律和社会学问题。诸如:病人的隐私权如何得到保护?他们的就业和保险是否会受到影响?是否会在社会上受到“遗传歧视”,等等。

  随着人类基因组向“完成序列图”的目标进行,以揭示基因组功能及调控机制为目标的功能基因组学以及医学(疾病)基因组学也已提上了议事日程。科学家预测,在未来10—20年里,人类将解读所有模式生物、模式基因组和代表生物的遗传密码。截至2000年4月15日,国际人类基因组计划已对29种微生物、面包酵母、大肠杆菌和线%测序,对果蝇的测序接近100%,对小鼠的全基因组测序工作也全面展开。人类基因组计划还对几十种病原微生物的基因组进行了序列测定,如与胃病发生密切相关的幽门螺杆菌,引起肺病的结核杆菌和引起梅毒的螺旋体等等基因组测序都已完成,为阐明这些疾病发生的分子机理,设计诊断、治疗和预防的新方法提供了可能性,拥有良好的商业机会。

  人类基因组计划进行中需要数学、物理、化学等学科配合,从而带动了相关学科的发展。在新技术开发上,需要发展高产率、自动化的DNA测序新技术和数据分析新技术,基因组数据库和分析软件,基因芯片技术等等,所有这些都提供了很大的开发机会。在农业方面,人类基因组所积累的知识和技术可用于对农作物进行遗传修饰,使之具有某些特殊的性能,如抗逆、抗病、抗旱、抗盐碱、抗寒、抗虫害、抗杀虫剂等等,并且高产高质。在这个领域创造的经济效益将是难以估量的。


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