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生命科學領域的阿波羅計劃——人類基因組計劃


  1990年,人類基因組組織(HUGO)和美國國家健康研究所(NIH)向美國國會提交美國人類基因組計劃聯合項目的5年計劃, 被稱為“生命科學阿波羅計劃”的人類基因組計劃的15年進程開始。包括中國在內的18個國家的科學家參與了這次研究進程。

  基因組計劃的主要任務包括:

  ——以15年的時間尋找出人體100000個或更多的基因,確定30億個鹼基對的排列順序;

  ——建立相應的數據庫,進行數據分析,並分析此計劃可能帶來的人種,倫理及社會問題:

  ——對一些動物的遺傳組成進行研究,包括大腸桿菌,果蠅,和小白鼠等。   

  由於技術的飛速發展,研究進程不斷加快,整個完成的時間提前到了2003年,比原計劃提前了兩年。而原訂於2001年完成的人類基因組的基本構圖也提前一年,在2000年6月26日由美國總統克林頓與英國首相布萊爾聯合宣佈完成,這一天也因此成為人類歷史上“值得載入史冊的一天”。   

  20世紀初,當人類著手進行原子能研究的時候,還很少有人關心躲在這巨大能量後的隱患。而今天,世界各國在慶賀人類基因組工作草圖繪製完畢的時候,普遍表現出了審慎的態度。人們關注的焦點問題有兩大類,一是能否隨意獲取、傳播基因信息,並加以商業應用,或者根據基因信息判斷其所有者的生老病死等遺傳特徵;二是能否通過改造基因來改變人的生物特徵。

  人類遺傳密碼破譯可能帶來的種種問題,不能不讓人增添了幾分冷靜思考:作為人類歷史上最偉大的科學創舉之一,生命天書的破譯究竟是福是禍?

  人類基因組計劃

  人類基因組計劃(Human Genome Project,HGP)于1990年正式啟動,其主要目標有:識別人類DNA中所有基因(超過10萬個);測定組成人類DNA的30億鹼基對的序列;將這些信息儲存到數據庫中;開發出有關數據分析工具;致力於解決該計劃可能引發的倫理、法律和社會問題。

  經過多國科學家的共同努力,1999年11月23日,美國國家科學院的官員和參加人類基因組計劃的科學家們慶祝人類基因組計劃公眾DNA測序工作完成第10億個鹼基對的測定。12月1日,一個由英、美、日等國科學家組成的研究小組宣佈,他們已經破譯了人類第22對染色體中所有(545個)與蛋白質合成有關的基因序列,這是人類首次了解了一條完整的人類染色體的結構,它可能使人們找到多種治療疾病的新方法。

  研究顯示,第22對染色體與免疫系統、先天性心臟病、精神分裂、智力遲鈍和白血病以及多種癌症相關。完成對第22對染色體的測定將對這些疾病的早期診斷和治療起到幫助作用。這一成果是宏大的人類基因組計劃的一個里程碑。

  我國在1993年啟動了相關研究項目,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。1 999年7月,我國在國際人類基因組註冊,承擔了其中1%的測序任務,此舉標誌著我國已掌握生命科學領域中最前沿的大片段基因組測序技術,在結構基因組學中佔了一席之地。

  人類基因組計劃是當代生命科學一項偉大的科學工程,它奠定了21世紀生命科學發展和現代醫藥生物技術産業化的基礎。原計劃用15年時間即到2005年完成30億鹼基對全部序列測定,但由於它在科學上的巨大意義和商業上的巨大價值,使得這一計劃完成時間一再前提。1998年對原計劃進行了修改,準備提前兩年即2003年3月完成測序工作。有關人士認為,從商界介入人類基因組力度看,估計完成時間還會再提前。

  人類基因組研究大事記

  1990年10月 被譽為生命科學“阿波羅登月計劃”的國際人類基因組計劃啟動。

  1998年5月 一批科學家在美國羅克威爾組建塞萊拉遺傳公司,目標是投入3億美元,到2001年繪製出完整的人體基因組圖譜,與國際人類基因組計劃展開競爭。

  1998年10月23日 美國國家人類基因組研究所在美國《科學》雜誌上發表聲明説,人類基因組計劃 的全部因因測序工作將比原計劃提前兩年,即在2003年完成。

  1999年3月15日 英國韋爾科姆基金會宣佈,由於科學家加快工作步伐,人類基因組工作草圖將提前至2000年繪出。

  1999年9月 中國獲准加入人類基因組計劃,負責測定人類基因組全部序列的1%,也就是3號染色體上的3000萬個鹼基對。中國是繼美、英、日、德、法之後第六個國際人類基因組計劃參與國 ,也是參與這一計劃的唯一發展中國家。

  1999年12月1日 國際人類基因組計劃聯合研究小組宣佈,他們完整地破譯出人體第22對染色體的遺傳密碼,這是人類首次成功地完成人體染色體基因完整序列的測定。

  2000年3月14日 美國總統克林頓和英國首相布萊爾發表聯合聲明,呼呈將人類基因組研究成果公開,以便世界各國的科學家都能自由地使用這些成果。

  2000年4月6日 美國塞萊拉公司宣佈破譯出一名實驗者的完整遺傳密碼。但不少歐美科學家對此表示質疑認為該公司的研究“沒有提供有關基因序列的長度和完整性的可靠參數”,因而是“ 有漏洞的”。

  2000年4月底中國科學家按照國際人類基因組計劃的部署,完成了1%人類基因組計劃完成時間再度提前,預計從原定的2003年6月提前至2001年6月。

  2000年5月8日由德國和日本等國科學家組成的國際科研小組宣佈,他們已基本完成了人體第21 對染色體的測序工作。

  2000年6月26科學家公佈人類基因組工作草圖。

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