1月22日21時(shí),，中,、英、美三國科學(xué)家組成的“國際協(xié)作組”在深圳,、倫敦和華盛頓同時(shí)宣布國際“千人基因組計(jì)劃”正式啟動,。
中英美科學(xué)家宣布:國際千人基因組計(jì)劃正式啟動
這一國際合作計(jì)劃的主要發(fā)起者和承擔(dān)者包括英國的Sanger研究所、中國的深圳華大基因研究院以及美國的國立衛(wèi)生研究院下屬的美國人類基因組研究所,。
深圳華大基因研究院副院長王俊博士指出,，這一計(jì)劃是人類基因組計(jì)劃的延續(xù)和發(fā)展，將測定選自全世界各地的至少1000個人類個體的全基因組DNA序列,，繪制迄今為止最詳盡,、最有醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值的人類基因組遺傳多態(tài)性圖譜。
新圖譜的新價(jià)值
科學(xué)研究表明,，任何兩個人在基因水平上99%是一樣的,，只有小部分的基因組序列因人而異。專家指出,，了解這些差異是非常重要的,，它能幫助我們了解人與人之間對疾病的易感性、對藥物和環(huán)境因素的反應(yīng)性的不同,。
目前的人類遺傳變異數(shù)據(jù),，如人類基因組單體型圖，已被證實(shí)對人類遺傳研究很有價(jià)值,。運(yùn)用單體型圖和相關(guān)數(shù)據(jù),，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了100多個與人類常見疾病相關(guān)的基因組區(qū)域。這些常見疾病包括糖尿病,、冠心病,、前列腺及乳腺癌、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎,、腸炎以及與年齡相關(guān)的黃斑退變等,。
然而，現(xiàn)有的圖譜還不夠詳細(xì),，研究者往往需要通過既昂貴又費(fèi)時(shí)的DNA測序,，來進(jìn)一步精確地找到致病基因及其變異。
華大基因研究院新聞發(fā)言人指出,，“千人基因組計(jì)劃”將通過不同國家多個學(xué)科專家組成的研究團(tuán)隊(duì)的共同努力,，最終繪制一張與生物醫(yī)學(xué)相關(guān)的人類遺傳多態(tài)性的嶄新圖譜。新圖譜是一張幾乎覆蓋全人類的基因組遺傳變異圖譜,，包括所有在人群中出現(xiàn)頻率不低于1%的變異,，以及那些出現(xiàn)頻率還不到0.5%的位于基因之內(nèi)的變異都將被識別到。由于新圖譜分辨率將大大提高,，能讓研究者更快地鎖定與疾病相關(guān)的基因變異點(diǎn),，從而能夠使用遺傳信息更快地開發(fā)常見疾病的診斷,、治療和預(yù)防的新策略。
為此,，該項(xiàng)計(jì)劃將測定1000個以上個體的全基因組序列,。而被測序的個體都是匿名的，研究方將不公布他們的姓名,，也不披露他們的醫(yī)學(xué)信息,。
美國人類基因組研究所所長弗朗西斯?柯林斯博士說：“這個新計(jì)劃將把我們發(fā)現(xiàn)疾病相關(guān)變異的靈敏度在基因組水平上提高5倍，同時(shí)基因區(qū)內(nèi)的靈敏度將提高10倍以上,。我們現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫已涵蓋了在人群中出現(xiàn)頻率10%以上的多態(tài)性位點(diǎn),。借助高通量的新測序技術(shù)和新開發(fā)的計(jì)算方法，我們希望為生物醫(yī)學(xué)研究者提供覆蓋整個基因組的出現(xiàn)頻率為1%的變異,。這將徹底改變我們的疾病研究,。”
臨床醫(yī)學(xué)研究拐點(diǎn)出現(xiàn)
“千人基因組計(jì)劃”，將是基因組科學(xué)研究向臨床醫(yī)學(xué)邁進(jìn)的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn),。王俊指出,，該計(jì)劃將推動基因組信息用于醫(yī)學(xué)研究的進(jìn)程，向全世界研究者提供人類遺傳變異的基礎(chǔ)信息,，目的是用于研究人類各種特定的疾病,。
利用現(xiàn)有的技術(shù)手段，研究者可以研究與疾病相關(guān)的兩種遺傳變異,。第一種是非常罕見但后果嚴(yán)重的變異,，如造成囊腫纖維化和亨廷頓舞蹈癥的遺傳變異。為了找到這些出現(xiàn)頻率低于1%,。的變異位點(diǎn),，研究者通常要花數(shù)年時(shí)間來研究這些疾病的家系。另外一類,，即大多數(shù)的常見疾病，如糖尿病和心臟病,，是受一些較為常見的變異影響的,。大部分常見變異只產(chǎn)生微小的影響，如使患病風(fēng)險(xiǎn)增加25%或者更少,。目前,，通過一種新的叫做“全基因組關(guān)聯(lián)研究”的方法，研究者已能夠找到這些常見的變異,。
這一計(jì)劃負(fù)責(zé)人之一,、美國波士頓麻省總醫(yī)院和哈佛?麻省理工學(xué)院Broad研究所的David Altshuler博士說：“我們對這兩種類型的變異，即罕見和常見的變異之間還存在一個巨大的認(rèn)識上的斷檔,，而‘千人基因組計(jì)劃’正是為了填補(bǔ)這個斷檔而設(shè)計(jì)的,。我們預(yù)測這個斷檔中會有很多重要的與人類疾病和健康相關(guān)的變異,。”
這一新圖譜的用途之一將是進(jìn)一步優(yōu)化“全基因組關(guān)聯(lián)研究”。研究者如果發(fā)現(xiàn)某個基因組區(qū)域與某種疾病相關(guān)聯(lián),，將參閱新的圖譜,，就可以在這個基因組區(qū)域里找到幾乎所有的變異，進(jìn)行后續(xù)的功能研究,，來確定這些變異中哪些是直接致病的,。
“千人基因組計(jì)劃”是建立在由“國際單體型圖計(jì)劃”繪制的“人類單體型圖”的基礎(chǔ)上的。新圖譜將為單體型圖中的變異提供周邊的基因組信息,，為研究者提供重要線索來確定哪些變異可能是致病的,，并搜尋致病因子更精確的基因組信息。新圖譜相對于單體型圖的一個顯著進(jìn)步是會得到高分辨率的基因組結(jié)構(gòu)變異的圖譜,。研究表明,，這些基因組結(jié)構(gòu)變異是決定某些疾病(如智力遲鈍和自閉癥)易感性的主要因子。
華大基因研究院新聞發(fā)言人指出,，人類遺傳變異的詳細(xì)圖譜將被眾多研究者用于尋找和特定疾病相關(guān)的遺傳變異的研究,。這些研究人員將奠定個體化醫(yī)學(xué)和個體基因組時(shí)代的基礎(chǔ)。到那時(shí)每個人測序自己的基因組將成為常規(guī),，以預(yù)測患上各種疾病的風(fēng)險(xiǎn)和對藥物的反應(yīng)性以針對性地指導(dǎo)用藥,，最終到人人擁有自己的基因組圖譜，也已經(jīng)不再是遙不可及的夢想了,。
該發(fā)言人介紹,，“千人基因組計(jì)劃”加速了人們對常見疾病易感性相關(guān)的變異的發(fā)現(xiàn)，也加深了人們對自身基因組結(jié)構(gòu)變異的認(rèn)識,，同時(shí)開啟了醫(yī)學(xué)和生物學(xué)中其他新的重大發(fā)現(xiàn)的探索之門,。
關(guān)于圖譜的一些細(xì)節(jié)
關(guān)于這次的基因圖譜，華大基因研究院發(fā)布消息,，披露了一些讓人感興趣的細(xì)節(jié),。
華大基因研究院新聞發(fā)言人介紹說，“千人基因組計(jì)劃”將測序的人群包括居住在北京和美國丹佛的中國人,。此外,，還包括尼日利亞伊巴丹區(qū)域的Yoruba人，居住于東京的日本人,，居住于美國猶他州的北歐和西歐人后裔,，肯尼亞Webuye的Luhya人和Kinyawa的Maasai人，意大利的Toscani居民,，居住于休斯敦的Gujarati印第安人,，居住于洛杉磯的墨西哥人后裔，居住于美國西南部的非洲人后裔,。
此外,，這次得到的圖譜依然是昂貴的,。“千人基因組計(jì)劃”將采用幾種新的高通量測序平臺。若使用目前標(biāo)準(zhǔn)的DNA測序技術(shù),，同樣的工作可能需要花費(fèi)5億美元以上,。然而，由于該計(jì)劃的創(chuàng)造性的努力,，建立了更高效更低價(jià)的新測序技術(shù),，“千人基因組計(jì)劃”的發(fā)起者希望這一計(jì)劃的成本最終降至3000萬美元到5000萬美元。
據(jù)了解,，“千人基因組計(jì)劃”將分階段實(shí)現(xiàn)目標(biāo),。第一階段將耗時(shí)約一年，進(jìn)行三項(xiàng)先遣實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,。項(xiàng)目的結(jié)果將用于決定如何高效且低成本地繪制這張人類遺傳差異圖譜,。
第一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)將包括兩個核心家庭(雙親與一個成年子女)的全基因組深度測序，每個基因組的平均測序深度為20倍,，即反復(fù)測定20次,。這6個個體所產(chǎn)生的全面詳盡的數(shù)據(jù)集，有助于確定這一計(jì)劃如何使用新的測序平臺識別遺傳變異,。這一項(xiàng)目建立的方法將作為整個計(jì)劃中其他項(xiàng)目進(jìn)行比較的基礎(chǔ),。第二項(xiàng)先遣實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目將對180個個體進(jìn)行淺度測序，每個基因組的平均深度為兩倍,。第三項(xiàng)先遣實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目將測定1000人的1000個編碼區(qū)域(也叫外顯子)的序列,，其目的是探索如何更好地得到約占基因組2%的蛋白質(zhì)編碼基因的更詳細(xì)的圖譜。
華大基因研究院研究人員介紹說,，在為期兩年的數(shù)據(jù)產(chǎn)出階段,，該計(jì)劃將平均每天測序82億個堿基，相當(dāng)于24小時(shí)內(nèi)完成兩個人的全基因組序列,。如此海量的數(shù)據(jù)以及對該數(shù)據(jù)的分析,，對生物信息學(xué)和統(tǒng)計(jì)遺傳學(xué)領(lǐng)域的專家將是極大的挑戰(zhàn),。
據(jù)了解,，“千人基因組計(jì)劃”產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和研究成果將迅速通過公共數(shù)據(jù)庫發(fā)布，供全球科學(xué)家免費(fèi)共享,。
該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人之一,、英國Sanger研究所的Richard Durbin博士說：“‘千人基因組計(jì)劃’在兩年前還不敢設(shè)想，這應(yīng)歸功于測序技術(shù),、生物信息學(xué)和群體基因組學(xué)的突破,。”
在共同發(fā)起和參與國際“千人基因組計(jì)劃”的同時(shí)，華大基因研究院還在中國國內(nèi)啟動了“炎黃計(jì)劃”,，繪制高分辨率的中國人遺傳變異圖譜,。日前已啟動了第二階段的“炎黃99”計(jì)劃,，將對99個中國人個體進(jìn)行基因組測序及多態(tài)性比較。
王俊說：“中國由9年前參與人類基因組計(jì)劃并承擔(dān)其中的1%工作,，到今天參與發(fā)起‘千人基因組計(jì)劃’并承擔(dān)其中的黃種人部分,，標(biāo)志著中國基因組科學(xué)實(shí)現(xiàn)了由參與到引領(lǐng)的跨越發(fā)展。”
