“人類(lèi)基因組計(jì)劃”的完成標(biāo)志著人類(lèi)對(duì)于生命現(xiàn)象和過(guò)程的認(rèn)識(shí)進(jìn)入了以規(guī)模化技術(shù)為主線(xiàn)的、以發(fā)現(xiàn)為導(dǎo)向的信息密集型階段,。在這一新的階段里,生命科學(xué)從以前的以微觀為出發(fā)點(diǎn)、以單一生物學(xué)命題為目標(biāo)的研究方式轉(zhuǎn)向以獲取物種基本生物學(xué)信息(數(shù)字化)為出發(fā)點(diǎn),,以生命現(xiàn)象與生物功能在物種進(jìn)化構(gòu)架里的演繹(宏觀化)為思路、以學(xué)科前沿技術(shù)為先導(dǎo)(規(guī)?;?、以信息、學(xué)科和技術(shù)的不斷整合為基礎(chǔ)(系統(tǒng)化)的大科學(xué)理念,。這一轉(zhuǎn)變不僅標(biāo)志著生命科學(xué)新時(shí)代的到來(lái),,而且也導(dǎo)致了一個(gè)又一個(gè)重大的科學(xué)發(fā)展和進(jìn)展。中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所在國(guó)際合作的框架下參與和主持完成的原雞基因組和家雞基因組多態(tài)性研究并于12月9日發(fā)表在《自然》雜志上以主題科學(xué)論文的形式發(fā)表,,就是這樣一個(gè)具體的實(shí)例,。
這一科學(xué)成果無(wú)論對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)研究還是實(shí)際應(yīng)用意義都非常深遠(yuǎn)。地球上的高等脊椎動(dòng)物(或稱(chēng)溫血?jiǎng)游铮┲话ㄎ覀內(nèi)祟?lèi)在內(nèi)的哺乳動(dòng)物和鳥(niǎo)類(lèi)兩大類(lèi)群,。人類(lèi)生物學(xué)的系統(tǒng)性科學(xué)研究除了針對(duì)以人為對(duì)象的命題外,,更需要借助模式生物來(lái)進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。雞是發(fā)育生物學(xué),、腫瘤生物學(xué),、免疫學(xué),、病毒學(xué)等重要學(xué)科的主要模式生物之一。而且基因組學(xué)的發(fā)展在模式生物研究的方法和范圍上都已經(jīng)超出過(guò)去以實(shí)驗(yàn)室研究為主體的定義,。比如,,繼完成人類(lèi)基因組計(jì)劃之后,美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院和國(guó)立人類(lèi)基因組研究所目前的研究計(jì)劃中已經(jīng)列入的模式生物已有70種之多,,其中大部分不是常規(guī)的實(shí)驗(yàn)研究物種,。其范圍之廣泛是空前的。其中55個(gè)物種的基因組計(jì)劃已經(jīng)完成或開(kāi)始啟動(dòng),,其余將在近期實(shí)施(參見(jiàn)http://www.genome.gov/10002154,),。除人類(lèi)外,這些模式生物包括已經(jīng)完成基因組測(cè)序的黑猩猩,、小鼠,、大鼠和河豚魚(yú)等,還包括獼猴,、豬,、牛、狗,、兔,、荷蘭豬、大象,、小袋鼠,、負(fù)鼠、鴨嘴獸,、九帶犰狳,、刺猬、刺頭猬,、香鼠,、雞、斑馬魚(yú),、三刺魚(yú),、文昌魚(yú)、八目鰻,、蝸牛,、海鞘、海膽,、蜜蜂,、甲蟲(chóng)、珊瑚蟲(chóng),、淡水纖毛蟲(chóng),、旋毛蟲(chóng),、十幾種果蠅、數(shù)種線(xiàn)蟲(chóng),、30余種真菌等,。這些重要代表物種不僅涵蓋了生命進(jìn)化過(guò)程中的各個(gè)主要環(huán)節(jié),也包括了與人類(lèi)生物醫(yī)學(xué)研究相關(guān)的幾乎所有物種,。而且這個(gè)物種表還在不斷增加新的內(nèi)容,,各個(gè)計(jì)劃完成的時(shí)間也在不斷加快。我國(guó)科學(xué)家以加入“人類(lèi)基因組計(jì)劃”為起點(diǎn),,獨(dú)立啟動(dòng)和階段性地完成了“中國(guó)雜交水稻基因組計(jì)劃”和“家蠶基因組計(jì)劃”等重要經(jīng)濟(jì)物種的基因組學(xué)研究,,建立了規(guī)模化基因組學(xué)研究平臺(tái),,組建了具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的研究團(tuán)隊(duì)。我國(guó)科學(xué)家還參與了“國(guó)際人類(lèi)基因組單倍體型圖”計(jì)劃,,承擔(dān)了其中10%的工作,,并正在醞釀啟動(dòng)中華民族群體多態(tài)性的研究。
北京基因組研究所暨華大基因研究中心根據(jù)中國(guó)科學(xué)院,、科技部,、國(guó)家自然基金委員會(huì)等國(guó)家部門(mén)的規(guī)劃精神,在通過(guò)最廣泛程度地參與國(guó)際科學(xué)合作研究,,繼續(xù)保持我國(guó)在基因組科學(xué)等領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先地位的同時(shí),,也努力尋求與國(guó)家科學(xué)事業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)相關(guān)的重要科研課題;同時(shí)通過(guò)積極推動(dòng)與中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)的合作,,使基礎(chǔ),、前沿學(xué)科和應(yīng)用、生產(chǎn)環(huán)節(jié)能夠緊密結(jié)合,,充分發(fā)揮出科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力的作用,。家雞基因組多態(tài)性的研究正是在這樣一個(gè)大環(huán)境下的一個(gè)重要科學(xué)命題。該研究所還將繼續(xù)推動(dòng)農(nóng)業(yè)相關(guān)物種的(如豬,、雞,、家蠶、水稻,、大豆,、土豆、油菜等),,重要海洋,、水生物種的(如魚(yú)、蝦,、貝類(lèi),、藻類(lèi)等),,以及與環(huán)境和能源相關(guān)生物的基因組的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究,實(shí)質(zhì)性地推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展(如水稻,、雞的生物學(xué)和遺傳育種研究等)和科學(xué)技術(shù)成果的應(yīng)用,。
國(guó)際雞基因組計(jì)劃提出與完成情況簡(jiǎn)介
鑒于雞對(duì)于基礎(chǔ)科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)研究的重要性,我國(guó)科學(xué)家(于軍等)于1999年就提出了要進(jìn)行雞基因組研究的設(shè)想,。由于經(jīng)費(fèi)籌措不足,,在2001年又提出了借助國(guó)際合作途徑來(lái)完成這一項(xiàng)目的思路(楊煥明、于軍,、汪建,、劉斌等)并在科技部徐冠華部長(zhǎng)的直接支持下與英國(guó)科技部、BBSRC,、Wellcome Trust進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性的協(xié)商,。2002年美國(guó)華盛頓大學(xué)得到美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)的資助啟動(dòng)了紅原雞基因組測(cè)序計(jì)劃。在2003年3月于英國(guó)劍橋舉行的國(guó)際協(xié)調(diào)會(huì)議上我國(guó)科學(xué)家不失時(shí)機(jī)地提出了同步進(jìn)行家雞基因組研究的設(shè)想并且得到了與會(huì)科學(xué)家的一致支持,,這項(xiàng)研究體現(xiàn)了雞基因組從基礎(chǔ)性到應(yīng)用性研究的連續(xù)性和科學(xué)研究的完整性,。