Question

什么是人类基因组计划?请简述其意义

Answer 1

人类基因组计划简介
人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出,于1990年正式启动的.美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本国和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划.这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序,发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置,破译人类全部遗传信息.与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划.
1986年,诺贝尔奖获得者Renato Dulbecco发表短文《肿瘤研究的转折点：人类基因组测序》（Science, 231: 1055－1056）.文中指出：如果我们想更多地了解肿瘤,我们从现在起必须关注细胞的基因组.…… 从哪个物种着手努力?如果我们想理解人类肿瘤,那就应从人类开始.……人类肿瘤研究将因对DNA的详细知识而得到巨大推动.”
什么是基因组(Genome)?基因组就是一个物种中所有基因的整体组成.人类基因组有两层意义：遗传信息和遗传物质.要揭开生命的奥秘,就需要从整体水平研究基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系.
为什么选择人类的基因组进行研究?因为人类是在“进化”历程上最高级的生物,对它的研究有助于认识自身、掌握生老病死规律、疾病的诊断和治疗、了解生命的起源.
在人类基因组计划中,还包括对五种生物基因组的研究：大肠杆菌、酵母、线虫、果蝇和小鼠,称之为人类的五种“模式生物”.
HGP的目的是解码生命、了解生命的起源、了解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象、为疾病的诊治提供科学依据.
HGP的诞生和启动
对人类基因组的研究在70年代已具有一定的雏形,在80年代在许多国家已形成一定规模.
1984年在Utah州的Alta,White R and Mendelsonhn M受美国能源部(DOE）的委托主持召开了一个小型专业会议讨论测定人类整个基因组的DNA序列的意义和前景（Cook Deegan RM,1989）
1985年5月在加州Santa Cruz由美国DOE的Sinsheimer RL主持的会议上提出了测定人类基因组全序列的动议,形成了美国能源部的“人类基因组计划”草案.
1986年3月,在新墨西哥州的Santa Fe讨论了这一计划的可行性,随后DOE宣布实施这一计划.
1986年遗传学家McKusick V提出从整个基因组的层次研究遗传的科学称为“基因组学”
1987年初,美国能源部和国立卫生研究院为HGP下拨了启动经费约550万美元（全年1.66亿美元）
1988年,美国成立了“国家人类基因组研究中心”由Watson J出任第一任主任
1990年10月1日,经美国国会批准美国HGP正式启动,总体计划在15年内投入至少30亿美元进行人类全基因组的分析.
1987年,意大利共和国国家研究委员会开始HGP研究,其特点是技术多样（YAC,杂种细胞,cDNA等）、区域集中（基本上限于Xq24-qter区域）
1989年2月英国开始HGP,特点是：帝国癌症研究基金会与国家医学研究委员会(ICRP-MRC)共同负责全国协调与资金调控,剑桥附近的Sanger中心注重首先在线虫基因组上积累经验,改进大规模DNA测序技术；同时建立了YAC库的筛选与克隆、特异细胞系、DNA探针、基因组DNA、cDNA文库、比较生物基因组DNA序列、信息分析等的“英国人类基因组资源中心”.可谓“资源集中、全国协调”.
1990年6月法兰西共和国的HGP启动.科学研究部委托国家医学科学院制定HGP,主要特点是注重整体基因组、cDNA和自动化.建立了人类多态性研究中心（CEPH）,在全基因组YAC重叠群、微卫星标记（遗传图）的构建以及驰名世界的用作基因组研究的经典材料CEPH家系（80个3代多个体家系）方面产生了巨大影响.
1995年德意志联邦共和国开始HGP,来势迅猛,先后成立了资源中心和基因扫描定位中心,并开始对21号染色体的大规模测序工作.
1990年6月欧共体通过了“欧洲人类基因组研究计划”,主要资助23个实验室重点用于“资源中心”的建立和运转.还有丹麦王国、俄罗斯联邦、日本国国、大韩民国、澳大利亚等.
1994年,我国HGP在吴旻、强伯勤、陈竺、杨焕明的倡导下启动,最初由国家自然科学基金会和863高科技计划的支持下,先后启动了“中华民族基因组中若干位点基因结构的研究”和“重大疾病相关基因的定位、克隆、结构和功能研究”,1998年在国家科技部的领导和牵线下,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类基因组中心,1998年,组建了中科院遗传所.1999年7月在国际人类基因组注册,得到完成人类3号染色体短臂上一个约30Mb区域的测序任务,该区域约占人类整个基因组的1％.
HGP对人类的重要意义
1、HGP对人类疾病基因研究的贡献
人类疾病相关的基因是人类基因组中结构和功能完整性至关重要的信息.对于单基因病,采用“定位克隆”和“定位候选克隆”的全新思路,导致了亨廷顿舞蹈病、遗传性结肠癌和乳腺癌等一大批单基因遗传病致病基因的发现,为这些疾病的基因诊断和基因治疗奠定了基础.对于心血管疾病、肿瘤、糖尿病、神经精神类疾病（老年性痴呆、精神分裂症）、自身免疫性疾病等多基因疾病是目前疾病基因研究的重点. 健康相关研究是HGP的重要组成部分,1997年相继提出：“肿瘤基因组解剖计划”“环境基因组学计划”.
2、HGP对医学的贡献
基因诊断、基因治疗和基于基因组知识的治疗、基于基因组信息的疾病预防、疾病易感基因的识别、风险人群生活方式、环境因子的干预.
3、HGP对生物技术的贡献
（1）基因工程药物：分泌蛋白（多肽激素,生长因子,趋化因子,凝血和抗凝血因子等）及其受体.
（2）诊断和研究试剂产业：基因和抗体试剂盒、诊断和研究用生物芯片、疾病和筛药模型.
（3）对细胞、胚胎、组织工程的推动：胚胎和成年期干细胞、克隆技术、器官再造.
4、HGP对制药工业的贡献
筛选药物的靶点：与组合化学和天然化合物分离技术结合,建立高通量的受体、酶结合试验以知识为基础的药物设计：基因蛋白产物的高级结构分析、预测、模拟—药物作用“口袋”.
个体化的药物治疗：药物基因组学.
5、HGP对社会经济的重要影响
生物产业与信息产业是一个国家的两大经济支柱；发现新功能基因的社会和经济效益；转基因食品；转基因药物（如减肥药,增高药）
6、HGP对生物进化研究的影响
生物的进化史,都刻写在各基因组的“天书”上；草履虫是人的亲戚——13亿年；人是由300～400万年前的一种猴子进化来的；人类第一次“走出非洲”——200万年的古猿；人类的“夏娃”来自于非洲,距今20万年——第二次“走出非洲”?
7、HGP带来的负面作用
侏罗纪公园不只是科幻故事；种族选择性灭绝性生物武器；基因专利战；基因资源的掠夺战；基因与个人隐私.