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2020年中国的生命科学基因组篇

来源:生物通 作者:张欢

以10年作为一个周期展望未来正在流行,正值2010年,21世纪的头10年刚过去,这10年中国不仅经济取得巨大的发展,生命科学也精彩无比,然而这只是生命科学精彩序幕的开始,更精彩的演绎且看下个10年。

人类基因组计划

人类基因组计划于1990年正式启动,其核心内容是测定人基因组的全部DNA序列,从而获得人类自身最重要的遗传信息,实现人类对自身认识的一次最重大飞跃。

1999年6月26日,该中心正式提出加入国际“人类基因组计划”的申请,7月在国际人类基因组注册。9月国际“人类基因组计划”协作组公布中国正式加入国际“人类基因组计划”,继美、英、法、德、日之后,中国成为人类基因组计划的第六个参与国。

中国的任务是完成人类3号染色体上约3000万个碱基对的测序任务,该区域约占人类整个基因组的1%。作为1%测序任务的主要承担单位——北京华大基因研究中心于1999年7月14日才正式成立。华大基因研究中心与国家基因组南北方中心密切合作,在短短6个月时间里,走过了国外积累10年的历程,终于在2000年年初完成了1%基因组序列工作框架图。

2000年6月26日,参与国际人类基因组计划的美、英、德、日、法、中六国联合宣布,人类基因组工作框架图已经绘制完成,这是人类历史上“值得载入史册的一天”。2001年8月26日,国际“人类基因组计划”中国部分“完成图”提前两年高质量地绘制完成。

1%人类基因组测序是我国基因组学研究的新起点。此后,中国科学家承担了国际“人类单体型图计划”10%的任务。2007年10月11日,深圳华大基因研究院又完成了全球第一个中国人的基因组测序,绘制了第一张亚洲人的基因组图,成为用新一代测序技术独立完成的中国人全基因组图谱,实现了跨越发展。2008年,华大基因完成黄种人基因组精细图。

癌症基因组计划

癌症基因组计划于2006年8月在美国启动,作为人类基因组计划向医学等实践领域的延伸,癌症基因组计划将运用目前已有的知识、工具和手段,在DNA序列水平上找到与癌症相关的DNA变异,然后再运用各种新技术进一步找到致癌的原因。此举将有助于人类真正破解癌症致病的机理。2006年参与癌症基因组计划的仅美国与英国两国。

其后,2006年10月16日,中国科技部863计划网站上发布了中国癌症基因组的初步蓝图。2008年4月,中国正式加入国际癌症基因组计划学会。

万种微生物基因组计划

2005年“人类基因组计划”完成之后,微生物研究就进入了基因组阶段。有人提出所谓的“后基因组时代”,也就是在人类基因组序列完成之后的时代。

2009年,深圳华大基因研究院、华南理工大学、南京工业大学和中国农科院生物技术研究所倡导,以深圳华大基因研究院为核心的“协作组”正式宣布 “万种微生物基因组计划”启动。

还有经济作物基因组计划、水产基因组计划、观赏植物基因组计划等等。这些基因组计划将为提高生产、提高人类生活质量做出贡献。

genome

中国的2020年

第二代大规模基因组测序技术将测序通量提高了1000倍,为生物学研究带来了革命性的技术突破。在下一个浪潮中,更多物种的基因组会被测出,能更好地解决那些过去困扰生物学家的问题。

截止目前为止,仅登录在美国GenBank数据库中的DNA序列总量已超过上百亿碱基对。在人类基因组计划进行过程中所积累起来的技术和经验,使得其它生物基因组的测序工作可以完成得更快捷。可以预计,今后DNA序列数据的增长将更为惊人。

原始的生物信息资源挖掘出来后,生命科学工作者面临着严峻的挑战:数以亿计的ACGT序列中包涵着什么信息?基因组中的这些信息怎样控制有机体的发育?基因组本身又是怎样进化的?

相比测序本身,测序后如何从复杂的基因组序列中获得有用的信息变得更为重要。随着基因组计划大面积的推广(不仅中国,全世界的基因组计正在全面进行),生物信息学的将成为下一个10年(2010-2020)最前沿的学科。

总而言之,当测序成为家常便饭时,真正有意义的分析是从纷繁的序列数据中探索生命的奥秘,下一个10年(2010-2020)生物信息学显得尤为关键。

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