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[科技]人类最后一个染色体成功破译
作者:吴迎春

《新华月报(天下)》 2006年 第07期

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       日前,英美科学家宣布完成了人类最大的染色体、第一号染色体的测序和分析,历时16年的“人类基因组计划”终于完成“生命之书”的最后一个章节。国际“人类基因组计划”中国协调人、中国科学院基因组研究所所长杨焕明教授予以充分肯定,他说,“人类基因组计划”的完成,标志着人类认识自身取得新的里程碑式的进展。
       人类一直想了解自身,探索生命的奥秘。古时候由于科学技术水平低下,人类只能想像上帝造人。达尔文进化论开创了人类认识物种进化论的规律。但是为什么“种瓜得瓜,种豆得豆”?个中缘由何在?在人类发现了细胞和遗传规律后,才知道决定一个物种之所以是这个物种,是由它的“基因”决定的。首先发现有关基因传递规律的是奥地利神父孟德尔,他于1865年发表了其发现,但遗憾的是他的贡献被埋没了35年。20世纪中叶,科学家发现了基因,即遗传物质的基本结构,并提出了“DNA双螺旋模型”。70年代,人类第一次真正拿基因做实验,“遗传工程”应运而生,但只是一个一个地去研究基因,而要揭示人类的奥秘,则须研究人类的全部基因。
       “人类基因组计划”就是要了解我们整个基因组,把基因组所有基因的基本结构DNA序列搞清楚,最终解读关乎人类生老病死的遗传密码。
       那么什么是人类基因组呢?人类遗传物质DNA的总和就是人类基因组,由大约30亿碱基对组成,分布在细胞的23对染色体中,其中大约含有两万多个作为生命活动基本单位的编码基因。为了便于人们理解,外国的科普读物曾这样通俗地进行比喻:人类基因组就像地球那么大,一个染色体就像一个国家那么大,一个基因就像一幢楼那么大,搞清楚30亿碱基对(核苷酸)就像搞清楚地球上30亿人各姓什么,“制图”就像在高速公路上标路标。
       “人类基因组计划”于1990年10月1日正式启动,共投入了30亿美元进行人类基因组分析。美国、英国、日本、法国、德国、中国等6国的科学家共同执行这项计划。
       经过科学家的共同努力,人类基因组工作框架图提前完成并于2000年6月26日公布。中国完成整个基因组的1%,即3号染色体短臂末端“北京区域”的序列与分析。由于这是初步研究成果,其中有一些地方不准确,还留有一些“空洞”。2033年,国际“人类基因组计划”的科学家宣布绘制了比较精确的人类基因组序列图,即“完成图”。
       不过那时宣布的“完成图”还没有完全覆盖整个基因组。而现在,科学家完成了“生命之书”的最后一章——人类第一号染色体的基因测序图,使这个基因图谱更为精确,覆盖了人类基因组的99.99%。
       几乎与此同时,美国、英国、中国等多国科学家还完成了鸡、家蚕、猪、水稻等物种的基因测序。其中,中国科学家发表的水稻“精细图”的论文,被誉为“每个生物学家必读的里程碑式的文章”。这一重要成果是研究水稻遗传变异、发育与进化的基础,特别是培育高产、优质、美味的优良品种的基础。
       人类在基因研究方面所获得的重大进展具有深远意义。它将促进有关基因研究的进一步深入,同时也促进生物学、医学、药物学等的发展,为人类发现、诊断和治疗多种遗传疾病以及恶性肿瘤、心血管疾病和其他严重疾患打下基础,其中,已知350种疾病与人类第一号染色体上基因中存在的缺陷有关,包括癌症、帕金森氏症、早老性痴呆、孤独症等。
       美国负责第一号染色体测序项目的格雷戈里博士说,“人类基因组计划”完成后,我们正迈入下一阶段,那就是弄清楚基因的作用以及如何相互影响。
       据悉,发达国家正在积极推动下一轮基因组研究。美国正在酝酿大规模的“人类肿瘤基因计划”,工作量将比“人类基因组计划”大100倍,旨在10年内搞清楚人类肿瘤的遗传机制,总投资15亿美元以上。美国已于2005年12月宣布启动“先遣项目”。如果说第一阶段是基础性测序,那么下一阶段是为医学目的测序,包括预测、预防、治疗与药物开发等方面。
       (5月27日《人民日报》,标题本刊编者有改动)