人类基因组计划现状与展望

人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)是美国科学家于1985年在能源部(DOE)的一次会议上讨论酝酿,诺贝尔奖获得者Renato Dulbecco于1986年在<科学>(Science)杂志上发表的一篇短文中率先提出的,旨在阐明人类基因组DNA长达3×109碱基对(base pair,bp)的序列,发现所有人类基因并阐明其在染色体上的位置,从而在整体上破译人类遗传信息.美国于1990年正式启动HGP,计划于15年内提供30亿美元的资助,在2005年完成人类基因组全部序列的测定.欧共体、日本等发达国家和巴西、印度、中国等发展中大国也相继提出了各自的基因组研究计划.在过去的十年中,由于各国政府、科学界和工业界的共同努力,HGP作为全球性的合作项目已取得重大进展,一批重要模式生物的全基因组序列相继完成,2000年春天即获得了人类基因组序列的工作草图,而最终完成序列图可望在2001年实现.同时,功能基因组学的研究已经全面展开,将极大地推动生命科学、医学、生物技术和制药工业的进步.回顾HGP的历史,分析其现状,展望其未来,对于我国生物医学及相关产业的发展,必将产生重要的启迪.     

迄今最全面人类基因组测序完成

正近日,美国科学家对全部人类基因组的30.55亿个碱基对进行了测序,包括20年前第一个人类基因组测序时缺失或错误的8%的基因组。与此前的结果相比,新结果增加了2亿个碱基对以及2000多个基因。人类拥有数万个基因,它们被储存于细胞中心的脱氧核糖核酸(DNA)分子中。基因信息以四种碱基(C、G、T和A)的形式存在,每两个碱基形成碱基对。     

编撰人类基因组的"百科全书"

揭示人类自身所有遗传信息是1990年代国际科学界启动“人类基因组计划”的根本目标。当2001年初国际人类基因组测序联合体(International Human Genome Sequencing Consortium，IHGSC)和美国的塞莱拉(Celera)公司分别在英国《自然》周刊和美国《科学》周刊上发表人类基因组的“草图”时，科学家们发现，尽管这项工作取得了生命科学上里程碑式的成就，     

人类基因组计划取得重大成果第22号人类染色体全部破译

备受瞩目的人类基因组计划，是一项全世界科学家合作进行的宏伟的科学研究计划，其目标是破译人类细胞中的全都遗传密码。现在，这项跨世纪工程到达了它的第一个里程碑：第22号人类染色体被全部破译！这是迄今为止被完全破译的第一条人类染色体，英国剑桥大学桑格中心的伊安·敦汉姆及其同事在1999年12月2日出版的《自然》杂志上发表了该染色体的完整基因序列，《自然》杂志还以封面放事形式予以介绍。染色体是由DNA团块组成的，存在于每个细胞的细胞核中。第22号染色体是23对、杨条人类染色体中仅次于第2条染色体的最小的染色体，其DNA…     

基因组研究引发的伦理思考

人类基因组(human genome)是人类遗传物质的总和,人的全部基因(约3～4万个)就载于总长32亿个碱基对的DNA分子上.人类基因组计划(HGP)旨在测定人类基因组全序列,并在此基础上解释和阐明人类遗传物质的结构和功能.人的生理过程和完整的疾病基因谱已经成为分子水平研究的目标.作为分子医学(molecular medicine)基础的人类基因组研究,必将极大地提高疾病诊断、治疗和预防的水准,服务于提高生存质量和造福民众的崇高理想.     

基因合成的奠基人——哈尔·戈宾德·科拉纳

1953年,沃森和克里克DNA双螺旋模型的提出标志着分子生物学的诞生,而1958年克里克提出中心法则,进一步阐述了DNA发挥信息载体功能的机制.DNA中的遗传信息需要转换为蛋白质中的结构信息才可实现生物学功能,这其中涉及到一个关键问题,即DNA(或RNA)中的碱基序列决定蛋白质中氨基酸序列的秘密,科学家将"碱基顺序决定氨基酸顺序"这一特性称为遗传密码.20世纪60年代,破译遗传密码成为当时分子生物学领域最迫切需要解决的重大问题之一.1961年,美国国立卫生研究院的科学家尼伦伯格(Marshall Warren Nirenberg)首先应用大肠杆菌无细胞体系确定了第一个遗传密码,即UUU编码苯丙氨酸[1].1966年,所有64种遗传密码全部破译成功,世界多位科学家为此做出了卓越贡献,有两位科学家发挥了关键性作用,除尼伦伯格外,另一位就是美国籍印度裔科学家哈尔·戈宾德·科拉纳(Har Gobind Khorana)[2].     

人类基因组测序引起世人瞩目

人类基因组序列第一部分今日问世 由世界各国科学家联合参与、旨在破译人体细胞全部遗传密码的“人类基因组计划”取得第一次堪称里程碑的重大突破。今天，英国剑桥桑格中心的伊恩·邓纳姆（Ｉａｎ Ｄｕｎｈａｍ）及其同事在《自然》杂志上发表了２２号染色体的基因序列。２２号染色体是人类２３对染色体（位于细胞核内分离的ＤＮＡ分子）中次小的一对。 ２２号染色体的ＤＮＡ序列测定是包括美国、英国和日本在内的世界各国研究人员大规模联合攻关的结果。尽管它还含有一些小空白（由于技术原因尚未测序的ＤＮＡ段落），但仍不失为一项令人…     

基因疗法造福人类

根治与遗传有关的疾病是人类基因组计划的主要目标之一。在本文中，美国科普作家埃里克·S·肝格雷斯向您介绍什么是基因疗法以及基因疗法的发展方向。人类基因组计划是一项规模宏大的计划，其目的是要给人类DNA中100，000多个基因绘制图道并对它们进行序列测定。这是一项极其艰巨的任务，自1986以来，已有数百名科学家在世界各地的实验室里为之而奋斗着。最早得以鉴定的人类基因是那些眼疾病──如囊性纤维变性──有关的基因，那是早在对年代的事情了。对整个基因组（即存在于一套完整的染色体中的全部基因）进行序列测定是出于这样的愿…     

基因组研究--多学科的交叉和相互启发

生命的产生以基因组提供的信息为基础,所有的生命活动都与基因组息息相关.人类基因组由30亿碱基对构成.人类基因组计划首先是要揭示人类基因组的序列结构,即弄清这么多的碱基按什么顺序串联在一起;接着是弄清各段序列都有什么生物功能,如哪些序列能编码蛋白质或功能PNA,哪些序列是基因表达的正、负调控序列,哪些是基因表达的启动序列、终止序列等,这部分工作称为结构基因组研究;最终要弄清基因组的各部分是如何工作,尤其是如何分工协作的,这称为功能基因组研究.     

王百合单染色体DNA文库的构建

以王百合为模式植物建立了简单快速分离植物单染色体及扩增和克隆其DNA的方法 ,即显微操作分离单个染色体并放入Eppendorf管中 ,经Sau 3A酶切后在染色体DNA片段两端加上Sau 3A寡核苷酸人工接头 ,然后以寡核苷酸人工接头中的一条链为引物进行两轮PCR扩增 .PCR产物为 30 0～ 2 50 0bp ,多数为10 0 0bp左右 ,经Southern杂交证实PCR产物来自王百合基因组DNA .对单染色体第二轮PCR产物进行克隆 ,构建单染色体DNA文库 ,得到约 10 0 0 0 0个重组子 .对其中 84个重组子进行分析 ,插入片段为 30 0～180 0bp ,平均为 780bp .与以往方法相比 ,此方法避免了在纳升体积内酶解、连接等操作 ,扩增底物只需一条染色体而不是以往的几十条 ,而且克隆片段 (平均 780bp)大于以往的报道 (平均 6 50bp) .     

基因组学和生命科学新世纪

正2013年是全球纪念人类基因组计划正式完成10周年和DNA双螺旋结构的发现60周年。由人类基因组计划完成作为标志的新世纪不仅是生命科学世纪,而且开创了基因组学研究的新时代。20多年前,人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)被认为是"不可能完成的任务"。有人称:"我们永远不可能知道人类基因组序列……我可以保证,300年内不可能知道!"但是经过包括中国在内的全世界科学家十多年的工作,我们现在可以自豪地说,我们共同努力完成了这     

X染色体的一个新的STS的创建

构建人基因组分辨率为100kb的STS(Sequene tagged sites)是今后5年的目标之一,为此需要创建3万个STS.1989年Olson等人首次提出STS图谱分析的概念,认为STS图谱可以作为染色体的骨架图(framework map)的位标(landmark).STS是人基因组中长为数百bp的单拷贝序列,它们的核苷酸顺序是已知的,在染色体上的位置已确定,并可以用PCR方法在基因组其它序列存在的情况下进行检测.     

读你：生命天书

1990年启动的人类基因组计划，历经艰辛和竞争，终于在10年后传出特大喜讯。参加该项目的各国科学家今年6月26日宣布，人类基因组工作草图已绘制完成，这是人类科学史上又一里程碑式的创举。如果将人类基因组比喻为一本由30亿个“字母”（碱基对）组成的生命天书，那么，这本天书由23章组成，每一章为一个染色体。而每一个染色体上，又包含着数千个被称为基因的“故事”。人类基因组计划就是测出人体所有染色体的30亿个“字母”的顺序，然后去读懂“故事”。6月26日公布的人类基因组工作草图包含人体90％以上的“字母”的位置信息，这足以帮…     

第一条人类染色体序列正在完成拼接

当人类基因组计划向着在2000年3月前完成人类基因组30亿个碱基的一份草图的目标迈进时，三个测序小组正在到达一个不同的、也许更加有意义的里程碑：第一条人类染色体的完成图谱。在最近两周内，国际22号染色体测序协作组将宣布他们完成这项任务的好消息。与此同时，其他染色体的测序工作也将顺利地在2003年完成其测序的预定目标。参与协作的科学家分别来自：英国剑桥的桑格中心；美国诺曼州极克拉荷马大学；日本东京的庆应大学医学院。科学家们说他们的合作堪称国际学术合作的典范，“许多人为之抛洒了血汗和泪水。”尽管作为国际人类基因…     

生命的旋律--"DNA音乐"

细胞是生命的基本单位。在任何生物的细胞核中,都含有一套由遗传物质去氧核糖核酸(DNA)组成的染色体。分子生物学家已经探明,染色体是由两条DNA长链缠绕而成的双螺旋结构。DNA含有四种类型的碱基,即腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。每条DNA长链上的腺嘌呤和胞嘧啶配对互补,而鸟嘌呤则和胞嘧啶配对互补。互补的碱基间以氢键联结,成为两条DNA长链间的纽带。     

蛋白质组研究:无尽的挑战

自从人类基因组计划启动以来,公共媒体不断向大众勾画着一幅幅美丽的图景,使人们认为,一旦科学家把各种生物基因组的全部碱基排列顺序测定清楚,生命的遗传奥秘就会显露无余.但是,真实的图景远不像普通人想象的那样简单.遗传信息并不直接参与生命活动,而是通过控制蛋白质的形成间接地指导有机体的新陈代谢.也就是说,一个基因所含的遗传信息,通过一系列复杂的反应,最终导致了相应的蛋白质形成,蛋白质再参与到生命的各种活动中去.所以,要想真正揭开遗传的奥秘,仅仅了解基因组的碱基排列顺序是很不够的,还必须认识基因的产物--蛋白质.     

人类基因组研究：人类认识自身的跨世纪工程

人类基因组计划(HGP)是当今医学和生物学领域的一项巨大工程。通过遗传连锁图谱分析、物理图谱分析和大规模DNA测序来完成人基因组3×10~9碱基对全部核苷酸的顺序分析,从而为进一步的基因识别奠定基础。其最终目的是要研究人类基因组约10万个相关基因及其结构、生物学功能,这将为阐明人类单基因遗传病和多因素的多基因疾病的发病机制和防治方法提供重要的依据,并对全球生命科学的发展起巨大的推动作用。     

生命的密码——DNA

众所周知,1953年沃森和克里克提出了DNA(脱氧核糖核酸)双螺旋结构模型。这个模型符合当时已掌握的有关DNA性质和功能的全部数据,以后又不断为实验所证实,并由此开创了一个全新的研究领域——分子生物学。自那时以来,人们已经知道,生命遗传的全部密码,均隐藏在DNA的碱基对排列顺序之中,并为破译这些密码进行着不懈的努力。特别是90年代初启动的“人类基因组计划”,囊括了全世界有关的第一流学者和最先进的实验室,计划在2005年完成人类基因组的全部解码工作。可谓规模空前,志在必得。     

人类基因组计划再传捷报:美法科学家绘出人类遗传连锁图

继美法科学家分别绘出人类Y染色体和第21染色体长臂的图谱之后,人类基因组计划再传捷报:美国全国卫生研究所和法国人类多态性研究中心的科学家最近合作绘出了一张人类基因组遗传连锁图;紧接着,法国Gene thon工厂的科学家发表了一张“第二代”人类遗传连锁图。这些成果表明人类基因组计划正不可阻挡地向着既定的目标挺进。     

软电离质谱技术

生命的奥秘是由承载于DNA上的基因来决定的。就人类而言,每个体细胞中的DNA上都包含着大约30亿对核苷酸,并由这些核苷酸编码着大约1.5万个左右的基因。2001年,由多国科学家经过12年的艰苦努力,最终完成的人类基因组计划测定了人类染色体DNA上所有核苷酸的排列顺序。但这也仅是人类认识生命的第一步,人们更关心的是染色体DNA上的这些核苷酸究竟编码着哪些基因,这些基因的功能又是什么?就在当前这场功能基因组研究热潮中,一些科学