人 類 基 因 組 計 劃
(Human Genome Project,HGP)
一,、 概述：
人類基因組計劃（Human Genome Project,，HGP）是人類生命科學(xué)史上最偉大的工程之一,，是人類第一次系統(tǒng),、全面地解讀和研究人類遺傳物質(zhì)DNA的全球性合作計劃,。人類基因組是指合成有功能的人體各類細(xì)胞中蛋白質(zhì)及（或）多肽鏈和RNA所必須的全部DNA順序和結(jié)構(gòu),，包括人類的23對染色體上全部的DNA所攜帶的遺傳信息的總和,，即30億個堿基對的序列,，估計含約10萬個基因。
人類基因組計劃是由美國科學(xué)家Renato Dulbecco在1985年首先提出,，美國政府1990年10月正式啟動的,，耗資30億美元。其最初的目標(biāo)是,，通過國際合作,，用15年時間（1990-2005），構(gòu)建詳細(xì)的人類基因組遺傳圖和物理圖,，確定人類DNA的全部核苷酸序列,，定位約10萬基因，并對其他生物進(jìn)行類似研究,。1993年,，又增加了人類基因的鑒定和分離的內(nèi)容。其終極目標(biāo)即：闡明人類基因組全部DNA序列,；識別基因,；建立儲存這些信息的數(shù)據(jù)庫,；開發(fā)數(shù)據(jù)分析工具；研究HGP實施所帶來的倫理,、法律和社會問題,。1999年5月，國際人類基因組計劃決定將全部測序工作提前到2000年春季完成“工作框架”,，即工作草圖。
美國政府資助的HGP由國家衛(wèi)生研究院（NIH）和能源部承擔(dān),。NIH為此專門成立了人類基因組研究所（National Human Genome Research Institute, NHGRI）,，從事該計劃的實施。目前,，有美國,、德國、日本,、英國,、法國、中國6個國家的科學(xué)家正式加入了這一計劃,。
人類基因組計劃與曼哈頓原子計劃,、阿波羅登月計劃并稱為人類科學(xué)史上的三大工程，具有重大科學(xué)意義,、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,。該計劃的實施將極大地促進(jìn)生命科學(xué)領(lǐng)域一系列基礎(chǔ)研究的發(fā)展，闡明基因的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系,、生命的起源和進(jìn)化,、細(xì)胞發(fā)育、生產(chǎn),、分化的分子機(jī)理,，疾病發(fā)生的機(jī)理等，為人類自身疾病的診斷和治療提供依據(jù),，為醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)帶來翻天覆地的變化,；促進(jìn)生命科學(xué)與信息科學(xué)、材料科學(xué)和與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合,，刺激相關(guān)學(xué)科與技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展,，帶動起一批新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)；基因組研究中發(fā)展起來的技術(shù),、數(shù)據(jù)庫及生物學(xué)資源,，還將推動對農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)（轉(zhuǎn)基因動,、植物）,、能源,、環(huán)境等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，改變?nèi)祟惿鐣a(chǎn),、生活和環(huán)境的面貌,，把人類帶入更佳的生存狀態(tài)。
二,、 研究進(jìn)展：
人類基因組計劃包括構(gòu)件遺傳連鎖圖,、物理圖、測序和基因識別4項工作,，前兩項已提前完成,。
經(jīng)過全球科學(xué)家的共同努力，測序工作也取得了重大進(jìn)展,。1999年12月1日,，一個由英、美,、日等國科學(xué)家組成的研究小組,，破譯了人類第22號染色體中所有與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的基因序列，發(fā)現(xiàn)了至少545個基因,。這是人類首次了解了一條完整的人類染色體的結(jié)構(gòu),。研究顯示，第22號染色體與免疫系統(tǒng),、先天性心臟病,、精神分裂、智力遲鈍和白血病以及多種癌癥相關(guān),。這一成果是宏大的人類基因組計劃的一個里程碑,，具有極為重要的研究意義。2000年4月13日,，美國科學(xué)家又宣布他們已完成第5,、第16和第19號染色體的遺傳密碼草圖，在這些染色體上大約包含10,000 到15,000個基因,，約占人體遺傳物質(zhì)總量的11%,，新的遺傳圖譜將進(jìn)一步揭示某些癌癥、糖尿病以其他一些疾病的形成原因,。新破解的三對染色體數(shù)據(jù)材料將無償提供給公共和個人研究人員使用,，有關(guān)更詳細(xì)的數(shù)據(jù)將在今年夏天完全予以公布。
我國先后在1993年和1997年啟動了“中華民族基因組中若干位點基因結(jié)構(gòu)的研究”和“重大疾病相關(guān)基因的定位,、克隆,、結(jié)構(gòu)與功能研究”項目，近兩年又在上海和北京相繼成立了國家人類基因組南,、北兩個中心,。1999年7月,，中國科學(xué)院遺傳所人類基因組中心在國際人類基因組HGSI注冊，承擔(dān)了其中1%,，即3號染色體上3000萬個堿基的測序任務(wù),，使我國成為繼美、英,、德,、日、法之后第六個參與該計劃的國家,，也是唯一的發(fā)展中國家,。
未來3-5年內(nèi)，國際人類基因組計劃的研究內(nèi)容將集中在：1）克隆和測定人類及模式生物（特別是小鼠）的全長cDNA序列,；2）開發(fā)和完善DNA序列整合、分析,，以及表達(dá)基因識別的軟件,；3）開展第三代遺傳標(biāo)記，單堿基多肽性（SNP）遺傳標(biāo)記研究,，用于人類基因組多樣性,、藥物基因組學(xué)研究和識別、定位疾病相關(guān)基因等,；4）繼續(xù)研究由于基因組計劃帶來的社會,、倫理和法律等問題的內(nèi)容。
三,、 競爭與合作
人類基因組計劃的進(jìn)展并不是一帆風(fēng)順的,。以全球合作、數(shù)據(jù)共享為主旨的國際人類基因組計劃面臨著來自私營公司強(qiáng)有力的挑戰(zhàn),。
1998年5月9日,，帕金·埃爾默（PE）這個世界上最大的DNA自動測序儀廠家與Craig Venter教授共同組建了賽萊拉（Celera）公司，投資3億美元,，要在3年內(nèi)完成人基因組的全序列測定,。1999年5月，Venter甚至建議政府資助的HGP從事模式生物,，如小鼠的基因測序,，而把人基因組的測序工作讓給他來做。
來自私營競爭者的刺激迫使公共的基因組計劃完成的日期一再提前,。1998年,，人類基因組計劃宣布，能在2001年末提供一份“基因的草稿”,；1999年5月,，再次把測序完成日期提前至2000年春季末,。人類基因組計劃的科學(xué)家們在緊鑼密鼓地工作著，他們呼吁同行們加快研究進(jìn)度,，力爭在今年６月底之前破譯出完整的人類遺傳密碼,，以免一些公司出于盈利目的搶先把這一公益性研究成果申報專利。
2000年4月6日,，Celera公司宣布已完成該公司對于單個人的基因測序工作,。4天后，美國國家人類基因組研究所所長弗朗西斯·柯林斯發(fā)表聲明認(rèn)為,，Celera的測序成果值得懷疑,，他們本該對基因測序數(shù)據(jù)核查10次，但實際上僅核對了3次,。他認(rèn)為,，雖然塞萊拉公司的新進(jìn)展"值得關(guān)注"，但這只不過代表了破譯人類遺傳密碼進(jìn)程中向前邁出的一步,。要徹底完成破譯,，目前尚有大量工作要做。4月11日,，來自50多個國家的大約1000位科學(xué)家聚會溫哥華,，共同商討人類基因組計劃的發(fā)展策略。
HGP和Cerela曾共同合作測定果蠅的全基因序列,，其后在1999年12月也曾討論過關(guān)于人類基因組計劃測序合作事宜,，但是不久就告吹。HGP主要顧慮的是Celera企圖阻止其他人在未來5年內(nèi)使用這些數(shù)據(jù),。而Celera總裁Venter希望維護(hù)自身的商業(yè)利益,，認(rèn)為自身的努力得到合理的回報是無可指責(zé)的。
美國總統(tǒng)克林頓于2000年3月14日宣布了美英同意公開分享其解密人類遺傳方式的數(shù)據(jù),，并呼吁將人類基因組工程研究成果公開,，以便世界各國的科學(xué)家都能自由地使用這些成果。該舉措敦促私營公司跟政府實驗室一樣分享數(shù)據(jù),。對此,，Celera聲稱，不會對人類染色體申請專利,，但將對有重要醫(yī)學(xué)作用的基因申請專利權(quán),。另外，他們不是對簡單的序列數(shù)據(jù)感興趣,，而是要利用基因分析和其他服務(wù)來賺錢,。 四、Celera公司簡介：
Celera公司建立于1998年5月,，位于美國馬里蘭州的Rockville,，由PE公司和J. Craig Venter博士共同創(chuàng)建,。Craig Venter博士曾是基因組研究所（The Institute for Genomic Research ，TIGR）的創(chuàng)建者和領(lǐng)導(dǎo)人,，曾主持過第一個有機(jī)體（H. influenzae bacterium）基因組的完整測序工作,。Celera的本意來自拉丁語的“快速”，因此Celera公司一直致力于開發(fā)基因組信息并使之商業(yè)化,，以加速生物技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,。Celera公司是PE公司的兩個子公司之一（另一個是PE生物系統(tǒng)公司，PE Biosystems Group）,，主要提供生物系統(tǒng)儀器設(shè)備,、與生命科學(xué)的研究和產(chǎn)業(yè)開發(fā)相關(guān)的試劑、軟件及服務(wù),，1999年其銷售額達(dá)11億美元,。
Celera公司的主要業(yè)務(wù)是開發(fā)有關(guān)基因組、蛋白質(zhì)組及相關(guān)的生物學(xué)和醫(yī)學(xué)信息,，并綜合應(yīng)用開發(fā)開發(fā)的信息進(jìn)行醫(yī)藥,、生物技術(shù)以及有關(guān)的基礎(chǔ)研究。該公司開發(fā)的信息產(chǎn)品還包括有關(guān)軟件用于了解,、觀察和分析已有數(shù)據(jù)信息以加速開發(fā)過程。Celera公司同時也承擔(dān)為顧客分析檢測相關(guān)數(shù)據(jù),。目前Celera公司已針對已有的功能基因組和蛋白質(zhì)組信息開發(fā)出一套新的數(shù)據(jù)庫及服務(wù)系統(tǒng),，為相關(guān)研究工作提供有力的工具和服務(wù)。
