生物谷報道：一九九○年,，美國啟動了被喻為“生命科學的阿波羅登月計劃”的人類基因組計劃，目的是破譯有三十億堿基對的人類全部遺傳密碼,。隨后，英國、日本、德國,、法國和中國的研究人員相繼加入了這一宏偉計劃。
二○○二年科技部將“功能基因組和生物芯片”列入重點實施的十二個重大專項之一,。專項實施的目標是：根據我國國民經濟和社會發(fā)展的具體需求,，通過對人類功能基因組、蛋白質組,、主要農作物功能基因組、重要病原微生物功能基因和生物芯片等方面的研究和開發(fā)的支持,，建立和完善功能基因組及生物芯片研究的技術平臺,。形成我國在功能基因及生物芯片研究與開發(fā)方面的優(yōu)勢和特色，促進相關產業(yè)的發(fā)展,。
2003年,，國際基因工程藥物紅細胞生成素銷售額突破40億美元，創(chuàng)下基因工程藥品單個品種之最,，是當今最成功的基因工程藥物,。這一事例表明：一個重要人類功能基因的發(fā)現(xiàn)帶來的社會和經濟效益不可估量。
功能基因,，乍一聽有點陌生,，其實，它就是通過實驗證明了的在體內起著某種生理作用的基因,，一個基因如果它的功能沒被發(fā)現(xiàn),，就不能稱之為功能基因，也難以體現(xiàn)它的應用價值,。
那么人類的功能基因到底有多少,？
“我們對人類基因功能的了解遠遠不夠，仍有大量的人類新基因和蛋白質有待于我們挖掘,。”北京大學人類疾病基因研究中心主任馬大龍教授說,，“對于生物技術產業(yè)來說，最重要的創(chuàng)新源泉是功能基因與蛋白質,，一個具有自主知識產權的重要功能基因的發(fā)現(xiàn)有可能帶動整個生物技術產業(yè)發(fā)展,。”
從簡單生命進化到人類用了三十多億年，人類保留至今的基因必然有它們的作用,，誰先把其功能和用途發(fā)掘出來,，誰就可以申請專利,，擁有對此基因的開發(fā)權利。
一場空前激烈的基因資源爭奪戰(zhàn)在悄無息地進行著,。
基因組計劃為研究奠定基礎
舉世矚目的人類基因組計劃于2003年完成了全序列圖的繪制,，2004年10月，誤差率低于10萬分之一的人類基因組精確序列圖和注釋公布于世,。這些數據可以免費為全世界科學家下載使用,，極大地改變了傳統(tǒng)的研究模式。
“基因組計劃只是完成人類基因序列的測定工作,，這些基因在人體內到底發(fā)揮什么樣的作用,，怎樣利用它們?yōu)槿祟?a href="http://hnhlg.com/news/list-54.html" target="_blank">健康服務，這決不是一兩年,、兩三年能夠做完的,，可能要經過上百年時間。”馬大龍說,。
由此,，國際上生物學和醫(yī)學研究重點開始轉向功能基因組學。
“人類功能基因主要開發(fā)價值包括基因工程藥物,、藥物靶標,、免疫靶標、疾病診斷標志和疾病易感人群分析標志等,。”馬教授說,，“通過對人類重要基因的研究，能夠開發(fā)出生物技術產品,，特別是醫(yī)藥產品,，這將會從根本上改變疾病診斷、治療和預防的傳統(tǒng)健康產業(yè)模式,。”
功能基因研究勢在必行
目前絕大多數重要的有應用價值的人類功能基因都是國外最先發(fā)現(xiàn)的,。
我國從上世紀80年代到現(xiàn)在，生物產業(yè)已經有很大的發(fā)展,，國外一些銷售額很高的生物技術藥物在我國也能生產,，但目前存在的最大問題，是我國生物技術創(chuàng)新藥物大部分都是在把國外發(fā)現(xiàn)的功能基因移植過來的基礎上開發(fā)的,。
“這些基本屬于仿制,，”馬大龍教授說，“像紅細胞生成素,、白細胞介素等這些移植到國內的基因產品也有知識產權,，但由于在1993年以前我國不保護基因、化合物、藥物等專利,，那時我們可以去仿制,，可是現(xiàn)在，國外新發(fā)現(xiàn)的重要功能基因基本上都在我國申請了專利,，如果有開發(fā)的新藥上市,，再去仿制是不行的。”
我們自己必須擁有具有原創(chuàng)性的有開發(fā)價值的功能基因,。
自2002年起,，我國將人類基因組的后續(xù)研究與開發(fā)工作列入12個國家重大科技專項之一的“功能基因組與生物芯片”之中，馬教授負責其中的“人類重要生理活性及具有藥物開發(fā)前景的功能基因的研究”這一課題,。此課題最主要目標就是：找到具有開發(fā)前景的人類功能基因,。從功能基因的發(fā)現(xiàn)到它的功能研究，最后進入產業(yè)化都強調應具有原創(chuàng)性,。
研究方法一改常規(guī)
從研究歷史來看,，20世紀80年代至90年代，人類功能基因的研究往往采用傳統(tǒng)生物學途徑,，即先發(fā)現(xiàn)有生物活性的蛋白質分子,，再把其基因克隆出來，放在細胞中,，看對細胞生理活動是否產生影響,，如果有,，再研究它在動物體內的作用,，最后研究其是否與人體內的某種功能或疾病有關聯(lián)。
“用這種研究方法發(fā)現(xiàn)的分子往往是具有重要功能和高活性的基因及其編碼蛋白,，但其工作量大,，技術難度高，成本昂貴,，并且由于高活性高表達的基因往往最先發(fā)現(xiàn),，所以，目前已經很難再用這一技術路線發(fā)現(xiàn)新的重要功能基因,。”馬教授說,。
人類基因組計劃為科學研究提供了2萬5千個人的基因序列，這是一個巨大的基因庫,，可以從這個大基因庫里直接提取基因進行研究,。
現(xiàn)在的功能基因研究方法最主要的特點是利用了反向生物學途徑，即先從基因數據庫里提取基因序列,，讓其表達,，把產生的蛋白質放在細胞里，看對細胞生理活動是否有影響,，如果有,，再把基因用于動物模型及人體內功能與疾病研究,。
“這個路線需要整合一系列新技術，如生物芯片,、生物信息,、蛋白質組學、結構基因組學,、酵母雙雜交,、高通量細胞篩選等。”馬教授說,。
97個功能基因獲重要進展
目前,，“人類重要生理活性及具有藥物開發(fā)前景的功能基因的研究”重大專項課題取得了長足的進展，課題組中最好的部分研究成果已經進入動物實驗階段,。
“我們已經建立了至少38種以細胞和小鼠模型為主的系列性基因功能篩選技術平臺,，開展900個以上的人類功能基因的篩選工作。”馬教授說,，“其中97個功能基因獲得重要進展,，15個功能基因經過系統(tǒng)性研究，已經進入前期實驗室開發(fā)階段,，7個基因已經進入與企業(yè)或藥物開發(fā)單位合作研發(fā)階段,，如我們實驗室發(fā)現(xiàn)的新細胞因子CKLF1，已經獲得美國專利授權,，有可能作為哮喘和變態(tài)反應治療的新靶標,，目前我們已經與上海藥物所合作開展此基因的藥物篩選模型建立工作。”
人類功能基因研究需要應用多種多樣的新技術,，單一實驗室很難擁有功能基因研究的全套技術,。
建立專業(yè)技術服務體系也成為課題組的一個重要目標。
目前,，課題組已經建立了一系列為課題組服務的有償專業(yè)服務技術平臺,，如抗體制備系統(tǒng)、轉基因小鼠,、病毒載體構建,、酵母雙雜交等。這些技術平臺的建立大大促進了流水線作業(yè)式的整合型研究,，避免了小作坊式的孤立研究,，使得功能基因課題組能夠集中精力提出科學思路，承擔關鍵性任務,。
馬教授表示：我們課題所做的就是發(fā)現(xiàn)重要的人類功能基因,，為開發(fā)新藥打下基礎。一個基因藥物從發(fā)現(xiàn)到應用至少需要10到12年時間，我們項目從2002年10月份正式啟動,，到現(xiàn)在才兩年多時間,，還需要付出更多的努力才可能有所突破。我們希望通過這些工作能明顯增強我國在功能基因研究的整體實力,，為我國的生物醫(yī)藥發(fā)展提供動力,。
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基因組
基因組(genome)，由英文“基因(gene)”和“全部”得來,已成為21世紀每個人的日常熟語,。人類基因組大約由30億堿基對構成,，只有1%是含有與蛋白質合成相關基因的外顯子(exon)，其余的99%是內含子(intron)和重復序列(repetitivesequence),，具體功能尚待證實,。也就是說，基因僅占基因組的1%,。2002年2月12日,，歷時10載耗資20億美元的人類基因組計劃最終完成，并報道了99%的人類基因組序列,。世紀初基本完成的這項工作堪與阿姆斯特朗和奧爾德林乘坐阿波羅11號宇宙飛船登月相媲美,。
我國在功能基因研究中的成果
1990年，美國啟動了被喻為“生命科學的阿波羅登月計劃”的人類基因組計劃,，目的是破譯有30億堿基對的人類全部遺傳密碼,。隨后，英國,、日本,、德國、法國和中國相繼加入了這一宏偉計劃,。
2000年,，我國承擔了國際人類基因組測序1％任務,，2002年,，我國又承擔了人類SNP（單核苷酸多態(tài)性）作圖國際計劃的10％的任務，2004年,，我國在國際上發(fā)起并領導了“人類肝臟蛋白質組計劃”,。與此同時，我國在國際上率先獨立完成了水稻,、家蠶,、血吸蟲等重要物種的全基因組測序工作（http://www.bioon.com/）。
