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人類基因組計劃的起源及發展

閱讀:1696發布時間:2010-12-20

人類基因組計劃
        人類基因組計劃(human genome project, HGP)是由美國科學家于1985年提出,于1990年正式啟動的。美國、英國、法蘭西共和國、德意志聯邦共和國、日本和我國科學家共同參與了這一預算達30億美元的人類基因組計劃。按照這個計劃的設想,在2005年,要把人體內約10萬個基因的密碼全部解開,同時繪制出人類基因的譜圖。換句話說,就是要揭開組成人體4萬個基因的30億個堿基對的秘密。人類基因組計劃與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅計劃并稱為三大科學計劃。
        1986年,諾貝爾獎獲得者Renato Dulbecco發表短文《腫瘤研究的轉折點:人類基因組測序》(Science, 231: 1055-1056)。文中指出:如果我們想更多地了解腫瘤,我們從現在起必須關注細胞的基因組。…… 從哪個物種著手努力?如果我們想理解人類腫瘤,那就應從人類開始。……人類腫瘤研究將因對DNA的詳細知識而得到巨大推動。”   
       為什么選擇人類的基因組進行研究?因為人類是在“進化”歷程上zui的生物,對它的研究有助于認識自身、掌握生老病死規律、疾病的診斷和治療、了解生命的起源。   測出人類基因組DNA的30億個堿基對的序列,發現所有人類基因,找出它們在染色體上的位置,破譯人類全部遺傳信息。   在人類基因組計劃中,還包括對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、了解生命體生長發育的規律、認識種屬之間和個體之間存在差異的起因、認識疾病產生的機制以及長壽與衰老等生命現象、為疾病的診治提供科學依據什么是基因組(Genome)?基因組就是一個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。要揭開生命的奧秘,就需要從整體水平研究基因的存在、基因的結構與功能、基因之間的相互關系。
誕生和啟動:
對人類基因組的研究在70年代已具有一定的雛形,在80年代在許多國家已形成一定規模。  人類基因組計劃
1984年在Utah州的Alta,White R and Mendelsonhn M受美國能源部(DOE)的委托主持召開了一個小型專業會議討論測定人類整個基因組的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DOE的Sinsheimer RL主持的會議上提出了測定人類基因組全序列的動議,形成了美國能源部的“人類基因組計劃”草案。   1986年3月,在新墨西哥州的Santa Fe討論了這一計劃的可行性,隨后DOE宣布實施這一計劃。[2]   1986年,諾貝爾獎得主杜爾貝科(R. Dulbecco)在《科學》(Science)周刊撰文回顧腫瘤研究的進展,指出要么依舊采用“零敲碎打”的策略,要么從整體上研究和分析人類基因組。   1986年遺傳學家McKusick V提出從整個基因組的層次研究遺傳的科學稱為“基因組學”   1987年初,美國能源部和國立衛生研究院為HGP下撥了啟動經費約550萬美元(全年1.66億美元)   1988年,美國成立了“國家人類基因組研究中心”由Watson J出任*任主任   1990年10月1日,經美國國會批準美國HGP正式啟動,總體計劃在15年內投入至少30億美元進行人類全基因組的分析。   1987年,意大利共和國國家研究委員會開始HGP研究,其特點是技術多樣(YAC,雜種細胞,cDNA等)、區域集中(基本上限于Xq24-qter區域)   1989年2月英國開始HGP,特點是:帝國癌癥研究基金會與國家醫學研究委員會(ICRP-MRC)共同負責全國協調與資金調控,劍橋附近的Sanger中心注重首先在線蟲基因組上積累經驗,改進大規模DNA測序技術;同時建立了YAC庫的篩選與克隆、特異細胞系、DNA探針、基因組DNA、cDNA文庫、比較生物基因組DNA序列、信息分析等的“英國人類基因組資源中心”。可謂“資源集中、全國協調”。     人類基因組遺傳圖
1990年6月法蘭西共和國的HGP啟動。科學研究部委托國家醫學*制定HGP,主要特點是注重整體基因組、cDNA和自動化。建立了人類多態性研究中心(CEPH),在全基因組YAC重疊群、微衛星標記(遺傳圖)的構建以及世界的用作基因組研究的經典材料CEPH家系(80個3代多個體家系)方面產生了巨大影響。    
1990年,美國能源部(DOE)與國立衛生研究院(NIH)共同啟動HGP,原定投入30億美元,用15年時間完成該計劃。英、日、法、德等國相繼加入。   
1995年德意志聯邦共和國開始HGP,來勢迅猛,先后成立了資源中心和基因掃描定位中心,并開始對21號染色體的大規模測序工作。   
1990年6月歐共體通過了“歐洲人類基因組研究計劃”,主要資助23個實驗室重點用于“資源中心”的建立和運轉。還有丹麥王國、俄羅斯聯邦、日本、韓國、澳大利亞等。   
1994年,我國HGP在吳旻、強伯勤、陳竺、楊煥明的倡導下啟動,zui初由國家自然科學基金會和863高科技計劃的支持下,先后啟動了“中華民族基因組中若干位點基因結構的研究”和“重大疾病相關基因的定位、克隆、結構和功能研究”,   
1998年在國家*的領導和牽線下,1998年在上海成立了南方基因中心,   
1998年5月11日,世界上zui大的測序儀生產商美國PE Biosystems公司,以其剛研制成功的300臺毛細管自動測序儀(ABI 3700)和3億美元資金,成立了Celera Genomics公司,宣稱要在3年內,以所謂的“人類全基因組霰彈法測序策略”完成人類基因組測序,并聲稱要200~400個重要基因,并將所有序列信息保密3個月。Celera公司已有雇員300多人,購買了號稱“第三”的超大型計算機,號稱擁有了*序列組裝解讀力量總和的實力。就在六國共同宣布工作框架圖構建完成的同一天,Celera公司宣稱已組裝出了完整的人類遺傳密碼。Celera公司此舉,是對公益性的HGP的競爭與挑戰   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月在人類基因組注冊,得到完成人類3號染色體短臂上一個約30Mb區域的測序任務,該區域約占人類整個基因組的1%。
人類基因組計劃(Human genome project)由美國于1987年啟動,我國于1999年9月積極參加到這項研究計劃中的,承擔其中1%的任務,即人類3號染色體上約3000萬個堿基對的測序任務。我國因此成為參加這項研究計劃的*的發展中國家。2000年6月26日人類基因組工作草圖完成。由于人類基因測序和基因可能會帶來巨大的商業價值,各國政府和一些企業都在積極地投入該項研究,如1997年AMGE公司轉讓了一個與中樞神經疾病有關的基因而獲利3.92億美元。


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