人类基因组计划
HGP(Human Genome Projects)
1、HGP简介
?人类基因组计划是由美国科学家于1985年率先提出、于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。
?诺贝尔奖获得者Renato Dulbecco于1986年发表短文 《肿瘤研究的转折点：人类基因组测序》（Science, 231: 1055－1056）。
?文中指出：如果我们想更多地了解肿瘤，我们从现在起必须关注细胞的基因组。…… 从哪个物种着手努力？如果我们想理解人类肿瘤，那就应从人类开始。……人类肿瘤研究将因对DNA 的详细知识而得到巨大推动。”
什么是基因组(Genome)
?基因组就是一个物种中所有基因的整体组成
?人类基因组有两层意义：
——遗传信息
——遗传物质
?从整体水平研究基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系。
人类染色体
HGP的诞生
?1984年12月Utah州的Alta,White R受美国能源部的委托，主持召开了一个小型会议，讨论DNA重组技术的发展及测定人类整个基因组的DNA序列的意义。
?1985年6月，在美国加州举行了一次会议，美国能源部提出了“人类基因组计划”的初步草案。?1986年6月，在新墨西哥州讨论了这一计划的可行性。随后美国能源部宣布实施这一草案。?1987年初，美国能源部与国家医学研究院（NIH）为“人类基因组计划”下拨了启动经费约550万美元，1987年总额近1.66亿美元。同时，美国开始筹建人类基因组计划实验室。
?1989年美国成立“国家人类基因组研究中心”。诺贝尔奖金获得者J.Waston出任第一任主任。?1990年，历经5年辩论之后，美国国会批准美国的“人类基因组计划”于10月1日正式启动。美国的人类基因组计划总体规划是：拟在15年内至少投入30亿美元，进行对人类全基因组的分析。
HGP诞生过程中的质疑
?计划的必要性问题
?计划的现实性问题
?科学研究领域的选择问题
?为什么不选择基因组小的或有经济意义的生物
?认为?°制图?±是在沙漠里建公路，?°测序?±是把?°垃圾?±分类，选择?°模式动物?±是拼凑?°诺亚方舟?±。
2、HGP的主要任务
物理图谱- 路标与路轨
?物理图谱（physical map）是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息，它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。绘制物理图谱的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。
敲碎基因组，分析研究内容所处的染色体位置
基因转录图谱- 生命的乐谱
?转录图谱是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。
序列图谱- 重中之重
?随着遗传图谱和物理图谱的完成，测序就成为重中之重的工作。DNA序列分析技术是一个包括制备DNA片段化及碱基分析、DNA信息翻译的多阶段的过程。通过测序得到基因组的序列图谱
大规模基因组测序
大规模测序基本策略
运用计算机软件进行序列拼接
模式生物体的研究
?通过对进化不同阶段的生物体基因组序列的比较，发现基因组结构组成和功能调节的规律。
3、HGP对人类的重要意义
HGP对医学的影响
–发现新的致病基因
–发展一些复杂疾病的早期基因诊断方法，如“肿瘤基因组解剖计划”
–通过基因治疗解决传统方法无法解决的疑难杂症
–疾病易感基因的识别及对风险人群进行生活方式、环境因子的干预
–人类基因组多样性与个体化医学
所有的疾病，都可以说是基因病
“基因病”概念：
–基因相关论：所有疾病都与人类基因有关；
–基因修饰论：所有药物都是通过修饰基因本身结构、改变基因的表达调控、影响基因产物的功能而起作用的；
–基因的外调性；
–基因的多态性。
?人类疾病相关的基因是人类基因组中结构和功能完整性至关重要的信息。
?单基因病：
"定位克隆"和"定位候选克隆"的全新思路，导致了亨廷顿舞蹈病、遗传性结肠癌和乳腺癌等一大批单基因遗传病致病基因的发现，为这些疾病的基因诊断和基因治疗奠定了基础。
?多基因疾病：
心血管疾病、肿瘤、糖尿病、神经精神类疾病（老年性痴呆、精神分裂症）、自身免疫性疾病，是目前疾病基因研究的重点。
?健康相关研究是人类基因组计划的重要组成部分，并于1997年相继提出了：
"肿瘤基因组解剖计划"
“环境基因组学计划"
HGP对生物技术的影响
–基因工程药物：分泌蛋白（多肽激素，生长因子，趋化因子，凝血和抗凝血因子等）及其受体；
–诊断和研究试剂产业：基因和抗体试剂盒、诊断和研究用生物芯片、疾病和筛药模型；
–对细胞、胚胎、组织工程的推动：胚胎和成年期干细胞、克隆技术、器官再造。
HGP对制药业的影响
–筛选新药和药物的靶点，分析药理过程；
–进行药物设计，对基因蛋白产物的高级结构分析、预测、模拟药物作用“口袋”
–个体化的药物治疗：药物基因组学
HGP对社会经济的重要影响
–生物产业与信息产业是一个国家的两大经济支柱
–发现新功能基因的社会和经济效益
–转基因食品
–转基因药物（如减肥药，增高药）
?生物的进化史，都刻写在各基因组的“天书”上
–草履虫是人的亲戚——13亿年；
–人是由300～400万年前的一种猴子进化来的；
–人类第一次“走出非洲”——200万年的古猿；
–人类的“夏娃”来自于非洲，距今20万年——第二次“走出非洲”？
HGP带来的负面作用
?侏罗纪公园不只是科幻故事
?种族选择性灭绝性生物武器
?基因专利战
?基因资源的掠夺战
?基因与个人隐私
4、HGP进展与未来
?整个完成的时间提前到了2003年，比原计划提前了两年。而原订于2001年完成的人类基因组的基本构图也提前一年，在2000年6月26日由美国总统克林顿与英国首相布莱尔联合宣布完成，这一天也因此成为人类历史上“值得载入史册的一天”。
?后基因组计划，即功能基因组计划的开始。
人类单倍体基因组
5、我国对人类基因组计划的贡献
?1994年，我国HGP在吴旻、强伯勤、陈竺、杨焕明的倡导下启动，最初由国家自然科学基金会和863高科技计划的支持下，先后启动了“中华民族基因组中若干位点基因结构的研究”和“重大疾病相关基因的定位、克隆、结构和功能研究”；
?1998年在国家科技部的领导和牵线下，1998年在上海成立了南方基因中心；
?1999年在北京成立了北方人类基因组中心；
?1999年7月在国际人类基因组注册，得到完成人类3号染色体短臂上一个约30Mb区域的测序任务，该区域约占人类整个基因组的1％。
国际人类基因组
测序任务分配情况
人类基因组1%测序计划
?1999年9月1日：国际公共领域测序计划接纳中国，杨焕明教授领回任务；
?1999年11月12日：科技部中国生物工程开发中心、中科院生命科学和生物技术局、“863”计划生物领域专家委员会召开“参加国际人类基因组计划并完成1%基因组测序工作”专家讨论会，决定“863”计划出资3000万元，中科院出资1000万元；
?1999年11月29日：科技部下达对国家人类基因组北、南方研究中心和中国科学院遗传所拨款通知，中科院同时下达专项经费。
遗传病基因克隆重大突破
7、基因组相关的伦理学问题
有关问题
?“基因是人类的共同财产”
VS “人类基因组实际上是个人的”
?基因有无好坏之分？
“致病基因” VS “必备基因”
?致病基因携带者都是病人吗？
?能不能用于优生？
这涉及种族问题
?是否必须进行基因检查？
隐私问题
HGP伦理、法律和社会影响研究
（1）利用和解释遗传信息时如何保护隐私和达到公正？
（2）如何处理“知情同意”等问题？
（3）如何保护隐私？
原则
?防止“遗传歧视”
?保护个人和家庭基因隐私
基因专利问题
人类基因组DNA 序列数据的自由共享
?人类基因组DNA序列是全人类的共同遗产，应该由全人类所共享；
?对基因组基础数据的垄断，将给人类利益和科学发展带来不良后果；公共领域测序计划的贡献（24小时内释放序列数据）
基因专利
?新发现的基因是否可以申请专利？
–被发现的基因序列，一旦经过分离或者纯化后就成为一种新产品
–各国政府和主流科学界观点
?基因专利热潮已兴起
8、HGP对生物信息学提出挑战
随着实验数据和可利用信息急剧增加，信息的管理和分析成为HGP的一项重要的工作
人类基因组多态性及其应用
人类基因组多样性计划总目标
使用新技术研究基因组的遗传学，并结合历史学、考古学和语言学等准确地定义世界上不同人群的起源。
意义：
?理解人类的进化史
?理解群体和个体间疾病易感性和其他生物学性状差异的遗传学基础
?发展基于群体和个体遗传学特点的医学
?反对种族主义，维护世界和平
DNA多态性
微卫星多态性
?遗传信息变异是所有基因组的共同特征。不同个体、群体在疾病易感性、对环境理、化、生、致病因子反应性和其他性状上的差别，都与基因组序列中的变异有关，这些变异最常见的形式是单核苷酸多态性（SNP）。
?人类基因组中SNP的数目约为3百万－1千万。
人类遗传多态性的意义
?与性状相关；
?与疾病相关，可用于预测发病风险；
?个体医学发展的基础；
?可作为遗传标志，用于疾病连锁诊断；
?作为个人身份识别标识用于法医学。
药物基因组学
遗传性状
遗传多态性在身份识别方面的应用
?公安司法系统——罪犯及受害人的身份识别及亲子鉴定；
?部队——伤亡士兵的身份识别；
?保安——个人DNA身份证，用于人员识别；
我国人类基因组学研究
?中华民族的人群
?56 个民族（汉族和55 个正式确定的少数民族）
?203 种语言，源于6 个不同的语系（汉－藏、苗－瑶、侗傣、阿尔泰、南亚、南岛）
?汉族占93.6%，少数民族大多数居住于边疆地区
中国人群的遗传学关系
?主要成果：证实中国人群可分为南、北两大组，两者之间有明显的基因融汇；提出了东亚人群可能起源于东南亚、而东亚现代智人与其他各大洲现代人群都起源于10－20万年前"走出非洲"的群体的观点。
人类基因组芯片
(美国总统克林顿在1998年10月对全国的演讲中指出: “未来十二年, 基因芯片将为我们一生中的疾病预防指点迷津”。
转基因食品及其安全性
转基因食品(Genetically Modified Foods, GMF)
指利用分子生物学手段，将某些生物的基因转移到其它生物物种上，使其出现原物种不具有的性状或产物，以转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品。
1983年世界上最早的转基因作物--烟草诞生
1994年延熟保鲜转基因西红柿在美国被批准上市
1999年中国水稻研究所研制的转基因杂交水稻通过了专家鉴定
1999年全世界有12个国家种植了转基因植物，面积已达3990万公顷。其中美国是种植大户，占全球种植面积的72%
联合国《生物安全议定书》
2000年1月29日达成谈判文本, 156个国家政府代表团和数十个相关国际组织的1500多位官员、专家和观察员出席会议
2000年8月8日中国签署该《议定书》
2001年6月4日签署截止日时，共有103个国家签署《议定书》
2004年2月23-27日第一次缔约方会议
2005年5月18日国务院核准《议定书》，意味着中国成为《议定书》的第120个缔约方2005年5月30日至6月3日第二次缔约方会议
《议定书》明确赋予各国公众对转基因食品的知情权和选择权。
在欧美、日本等许多发达国家的超市，转基因食品的成分、原料、产地等，标识得非常清楚、详细，一目了然，让消费者自由选择
2001年5月中国政府颁布《农业转基因生物安全条例》
2003年3月20日与该条例配套的《农业转基因生物标识管理办法》等3个法规正式施行，要求对大豆、玉米、油菜类转基因食品必须进行转基因标识，否则不得进口和销售
2009年12月转基因水稻和转基因玉米双双出现在农业部颁发的农业转基因生物安全证书的批准清单上
2010年1月11日“转基因”定为中国农科院2010年要重点抓好的两个重大专项之一
GMC在全球市场的价值
1995年0.75亿美元
1996年 2.35亿美元
1997年 6.70亿美元
2000年30亿美元
2004年47.0亿美元
2005年预计超过50亿美元
2010年可望增至200亿美元
3、转基因产品的不利影响
?1998年秋，英国用转基因马铃薯饲养大鼠，引起大鼠器官生长异常、体重减轻、免疫系统遭到破坏；
?1999年5月，美国康耐尔大学用涂有转基因玉米花粉的叶片喂养君主斑蝶，结果，44％的幼虫死亡；
1989年美国用微生物基因工程生产的色氨酸虽然经分析其纯度高达99.6%，当作为营养素补充剂投放市场后，造成1500人永久性伤残和37人死亡。
1998年8月，英国罗威特研究所发现老鼠食用转基因土豆后免疫系统受到破坏。
2000年德国耶拿大学研究人员发现，用转基因玉米制成饲料喂养鸡群，结果鸡肉里存在玉米的变异基因片段。进一步研究认为，基因可能通过食物链在不同物种之间转移。
BT蛋白可以引起超敏反应。研究证明，BT蛋白可以引起机体产生IgE型的特异性抗体，从而引发I型超敏反应，导致荨麻疹和哮喘发作等等。长期摄入可造成肝、肾细胞空泡化，肾血管上皮细胞变性，等肝肾功能损害。
转基因玉米影响生育，德国禁止种植有争议的转基因玉米。
我国转基因食品的安全状况
我国对转基因食品持开放态度
市场上随处可见转基因食品
民众对转基因食品的安全性不了解，不关注
国外大量的转基因食品倾销到国内市场
中国人成为世界转基因食品的安全性检验的试验品
美国情况
美国93%的大豆都是转基因、玉米86%是转基因。
美国市场上所有的新鲜蔬菜和水果，基本都没有被转基因
美国目前将转基因食物都尽可能在向落后国家‘转’移。……而美国国内的转基因食物正愈来愈减少
中国的公众了解转基因的应用吗？
?2007年人民网调查，97%的消费者不考虑这一问题。
?2010年4月，《小康》杂志社联合清华大学媒介调查实验室进行的一项调查显示，84%的参访者承认，对于转基因作物“一知半解”和“完全不知”。
?2012年7月，中国科学院农业政策研究中心一项调查表明，当前接受转基因食品的消费者比例呈现降低趋势，其主要原因是目前较多的负面消息。
中国的公众了解转基因的应用吗？
?公众虽然有希望参与“转基因商用”决策的诉求，但却受到各种未必真实的声音左右，使其无法通过客观理性的认知作出判断。
?恐惧和怀疑的本质，是对不可知的或无法预测的事物的极端化思考。
?大部分公众之于转基因的态度正是如此——因陌生而畏惧。
迄今为止，科学研究没有提供有力的证据，证明转基因食品对人类健康的长期影响是否安全。因此，我们仍然对其潜在的、长期的影响心存担忧；同时就转基因食品的影响来说，也不能排除因个体差异而有所不同的情况，因此不能认为转基因食品对人类健康的安全问题今后不会发生。我们基本相信科研机构和政府所提供的信息，也希望科技界和政府能够承担起相应的责任，诚实地公开相关信息，特别是，当发现存在危险时，应及时停止或制止，并向社会公开。”
吃转基因木瓜可能致耐药性
?2008年，对北京、上海、广州三地超市里抽样检测海南种转基因木瓜的结果显示，样品不仅全是转基因品种，且一部分还含有可能会造成消费者对部分抗生素产生耐药性的抗性基因，而这些转基因木瓜竟是海南果农违反国家相关规定种植的！
转基因木瓜几乎全部含有两种抗生素抗性基因：卡那霉素抗性基因（nptII）和四环素抗性基因（tetR），他们分别对卡那霉素和四环素这两种人使用的抗生素具有耐药性。
吃转基因木瓜可能致耐药性
?联合国粮食和农业组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)联合颁布的转基因植物食品风险评估准则第58条指出：“对在临床上应用的抗生素具有抗性的耐抗生素基因不应在食品中出现。”
欧盟从2004年起禁止使用耐抗生素标记的基因。2007年，世卫组织根据药用重要性将卡那霉素、新霉素和四环素列为第二级别，为重要类抗生素，意味着卡那霉素抗性基因、四环素抗性基因等这类抗生素抗性基因不应在食品中出现。
4、转基因食品不是洪水猛兽
国际科学联合会理事会认为转基因食品可安全食用的理由：
１、转基因食品可安全食用，自１９９５年投放市场以来尚无不良后果报道。但报告提出警告说，“这并不保证随着越来越多的食品经过改造具备新的特色之后不会遇到危险”。今后尚需进
行更有力的安全性测试。
２、尽管随着花粉传播转基因食品将改变环境，但目前尚无证据表明已有的转基因品种已经造成危害。不过，关于转基因食品对环境的长期影响问题，科学家分歧较大。
３、必须加强管理，增加透明度。应扩大检查环境危害的国际论坛。
各国对转基因产品采取的措施
“转基因”可能有五大负面影响
?1．转基因生物除对害虫和病菌致毒外，对有益生物也将产生直接或间接的影响和危害。转基因作物中病毒基因有可能与侵染该植物的其他病毒重组，产生新病毒或超级病毒。
?2．增加目标害虫的抗毒性。这样有可能需要喷洒更多的农药，将会对农田和自然生态环境造成更大的危害。
?3．可能将一些抗虫、抗病、抗除草剂或对环境具有耐性的基因转移给野生近缘种或杂草，使杂草变成超级杂草，严重威胁其他作物的正常生长和生存，加重生物多样性的丧失。
“转基因”可能有五大负面影响
?4．由于可使动物、植物、微生物甚至人的基因相互转移。转基因动物若逃逸到环境中，会通过改变物种间的竞争关系，破坏原有自然生态平衡；转基因微生物与其他生物交换遗传物质，可能产生新的有害生物或增强有害生物的危害性，甚至引起疾病的流行。
?5．威胁人体健康。转基因活生物体及其产品作为食品进入市场，可能使人体产生某些毒理作用和过敏反应。例如，转基因生物体中使用的抗生素标记基因，如果进入人体，也可能使人体对很多抗生素产生抗性。国外已有儿童饮用转基因大豆豆浆产生过敏反应的报道。而这些影响往往在短期内无法被监测和确定，需要很长时间才能表现出来。
1.GMC对生态环境的可能影响
具有除草剂耐性因子的转基因作物的遗传因子可能通过授粉和种子迁移传播给野生植物。获得这些耐性后的野生植物有可能会变成对一般除草剂有耐性的“超级”杂草。为了清除这些杂草,将不得不使用更强大的，浓度更大的除草剂，这必然会引起土壤板结、土质变坏、药物残留等,从而对生态环境造成破坏。
2.标记基因的传递可能引起的抗生素耐性
基因工程技术中应用的标记基因通常是一类抗生素基因,人们担心食用含有此类标记基因的食品后,是否对肠道微生物产生影响或者抗生素类药物产生耐药性。
3.转基因食品引起食物过敏的可能性
转基因食品引起食物过敏的可能性是人们关注的焦点之一。特别是如果转基因食品转入的蛋白质是新蛋白时,这些异种蛋白有可能引起食物过敏。
4.毒性方面
许多食品原料生物本身会产生大量的毒性物质，如蛋白酶抑制剂、溶血剂和神经毒素等，GMC中是否有毒素以及毒素的含量就成为争议的重要内容之一。
5.伦理方面
许多民族都有其独特的饮食习惯和制约，某些宗教团体禁止食用的动物基因转入他们通常食用的动物中（如将猪的基因转入绵羊中）,这可能触犯某些民族的饮食戒律;另外将动物基因转入植物中可能使素食者感到困惑。
转基因食品到底安不安全
五.GMF管理现状
1.国际组织
1993年“实质等同”原则
国际经济互助开发组织(OECD)提出
2000年《卡塔赫纳生物安全协定书》, 62个国家签署
2001年《生物安全议定书》,130多个国家签署
2003年《生物技术食品的风险评估草案》,226个国家欢迎
2004年FAO颁布《植物生物风险防范纲要》,约130个国家
已经采纳了这个独特的转基因生物风险评估标准。
2.美国
?GMO上市须通过食品与药品管理局(FDA)、农业部(USDA)和环境保护局(EPA)3个部门中的1个或1个以上的部门批准。
FDA负责审批所有食品的安全性,并要求生产厂家保证上市食品的安全和质量,转基因品种上市前必须经过严格的检验和监督。转基因食品上市前必须经过检验并用商标注明。
USDA和EPA负责开发农药、除草剂和转基因实验农作物的安全保障和实施标准。
EPA负责审批检验抗病虫害农作物和动物疫苗、生物技术农作物的大田实验。
?1992年美国FDA公布了转基因作物不需由FDA作市场前评价,除非它引起新的安全性问题。
?2000年1月美国政府对转基因玉米的种植颁布限令,以防止害虫对转基因玉米中毒素形成抗药性。
?2001年7月出台了《转基因食品管理草案》规定。
3.欧盟
?欧盟法律明确向世界宣布它对转基因产品是不欢迎的,同时，欧盟在国际上极力主张对转基因产品采取“预先预防态度”。欧盟食品工业要经政府主管部门审批,管理非常严格,在没有得到官方授权的情况下,转基因产品不能投放到欧盟市场。
?欧洲议会2003年9月22日通过世界最严格的转基因食品立法《转基因食品及饲料管理条例》和《转基因生物追溯性及标识办法以及含转基因生物物质的食品及饲料产品的追溯性管理条例》,并于2003年10月18日实施。
?欧盟对有关GMO和GM食品评估和审批的法规十分清晰,但各成员国和欧盟的职责却是相互分离的。
4.其他国家
?日本、澳大利亚、俄罗斯、加拿大、韩国、泰国、巴西的政策基本与国际组织的相同,但是巴西最近宣布在未查清转基因作物对环境的影响之前,暂时停止种植转基因大豆。
?发展中国家迫切需要解决粮食问题,对于高产的转基因产品表示欢迎,这些国家技术落后,没有相关的转基因成分的检测条件,对于标识问题也只能处于被动地位,基本是按国际组织的要求和《生物安全议定书》要求执行。
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我国对GMO的管理
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?1993年12月国家科委《基因工程安全管理办法》
?
?1996年7月农业部《农业生物基因工程安全管理实施办法》
?2001年5月国务院《农业转基因生物安全管理条例》
?
?2002年1月农业部《农业转基因生物安全评价管理办法》、《农业转基因生物进口安全管理办法》和《农业转基因生物标识管理办法》三个配套规章。
?2002年3月农业部《转基因农产品安全管理临时措施公告》
?
?2002年4月卫生部《转基因食品卫生管理办法》,要求生产或进口转基因食品必须向卫生部提出申请。
?
?2004年5月国家质量监督检验检疫总局《进出境转基因产品检验检疫管理办法》?
我们的态度
政府
1、制订法律法规，有效管理
2、广泛宣传
3、正确引导
生产单位
1、告知义务
2、如实市场宣传
普通民众
1、知情权利
2、选择权利
【篇一】人类基因组计划随着人类基因组计划的完成 随着人类基因组计划的完成，人类对自身遗传信息的了解和掌握有了前所未有的进步。与此同时，分子水平的基因检测技术平台不断发展和完善，使得基因检测技术得到了迅猛发展，基因检测效率不断提高。从最初第一代以Sanger 测序为代表的直接检测技术和以连锁分析为代表的间接测序技术，到2005 年，以Illumina 公司的Solexa技术和ABI 公司的SOLiD 技术为标志的新一代测 序(next-generation sequencing，NGS) 的相继出现，测序效率明显提升，时间明显缩短，费用明显降低，基因检测手段有了革命性的变化。其技术正向着大规模、工业化的方向发展，极大地提高了基因检测的检出率，并扩展了疾病在基因水平的研究范围。2009 年3 月，约翰霍普金斯大学的研究人员在《Science》杂志上发表了通过NGS外显子测序技术，发现了一个新的遗传性胰腺癌的致病基因PALB2，标志着NGS 测序技术成功应用于致病基因的鉴定研究。同年，《Nature》发表了采用NGS 技术发现罕见弗里曼谢尔登综合征MYH3 致病基因突变和《Nat Genet》发表了遗传疾病米勒综合征致病基因。此后，通过NGS 技术，与遗传相关的致病基因不断被发现，NGS 技术已成为里程碑式的进步。2010 年，《Science》杂志将这一技术评选为当年“十大科学进展”。近两年，基因检测成为临床诊断和科学研究的热点，得到了突飞猛进和日新月异的发展，越来越多的临床和科研成果不断涌现出来。同时，基因检测已经从单一的遗传疾病专业范畴扩展到复杂疾病和个体化应用更加广阔的领域，其临床检测范
公共卫生面临的基因时代 摘要：随着生物－心理－社会医学模式的转变，人类医学进入基因组时代，海量的生物医学信息在疾病防治领域的应用带给公共卫生前所未有的机遇和挑战。而作为公共卫生的主要学科----预防医学的理论发展和研究方向也发生相应的改变，基因组时代的医学对预防医学不仅是挑战，更是一个新的起点。 关键词：公共卫生；基因组时代；预防医学；机遇与挑战 公共卫生的发展与医学进步和人类健康密切相关，具有鲜明的时代特征。疾病预防的理念也在渐渐的被赋予新的内涵。近年来，人类基因组计划，人类基因组单体型图计划（HapMap Project）和全基因组关联研究（Genome-wide Association Study ）相继启动和完成，标志着生物医学进入了基因组时代，生物学界和医学界因此积累了大量宝贵的健康资源。因此科学家预测，充分利用基础医学的研究成果为疾病的个体化防治服务，将预示着一个新的公共卫生时代的到来，即基因组时代的公共卫生。基因组时代的公共卫生是对传统意义上的公共卫生的继承和发扬。 首先，新的研究技术和手段以及多学科的交叉和合作为预防医学研究增添了新的活力。 基因组学的目的在于阐明基因组的结构与功能。基因组学发展至今，仍有相当多的基因功能不清，这对环境有害因素的致病机制、营养对防治疾病的机制、传染病以及各种慢性病的发病机制提出了挑战，同时也提供了机遇。基因组学研究技术在预防医学领域有广泛的应用，如DNA重组技术应用于乙肝重组亚单位疫苗的研制并成功地在我国推广应用。 基因克隆技术的应用产生转基因或基因敲除动物和细胞株，转基因技术可导入外源性的或发生突变的基因片断，在染色体基因组内稳定整合，使导入的基因能进行稳定的遗传并表达，把基因敲除与转基因技术完美地结合在一起，可以用于研究和发现重大传染病或慢性疾病的新基因及功能。 而且，用于以核酸杂交技术为基础发展起来的聚合酶链反应(PCR)技术可以进行各种致病病原体的检测，不仅可以做单一病原体的专用检测，也可以将有关病毒、细菌中不同的品种作一次多元检测，大大提高了检测的灵敏度和特异性。对于难于培养的病毒(乙肝)、细菌(如结核、厌氧菌)和原虫(如梅毒螺旋体) 等来说尤为适用。 不仅如此，质粒图谱分析技术、限制性内切酶图谱分析以及寡核苷酸图谱分析等，在病原体检测、分型、鉴别致病性、分析变异以及宿主作为传染源的传染性和测定排毒期的长短等研究中也有着广泛的应用。 其次，分子流行病学与基因多态性研究也为公共卫生带来了实际指导意义。 分子流行病学不仅将分子生物学技术用于研究病原微生物的蛋白质和核酸分子结构的差异，以阐明疾病的流行病学特点，同时也用来检测暴露于外来化学致癌物中的DNA 特有分子标记，以表示DNA 受损程度并观察其后果。我国预防医学领域中关于基因多态性的研究既包括基因多态性与病因未知的疾病关系的研究，又包括对已知特定环境因素致病易感基因的筛检，涉及的疾病有肿瘤、神经系统、生长发育、循环系统和骨骼疾病等。基因多态性的研究在职业医学领域更具有实际意义。 通过对易感基因和易感性生物标志物的分析，将某些携带敏感基因型的人甄别出来，采取针对性预防措施，将提高预防职业环境中接触污染物的种类
人类基因组计划研究的进展及其意义 摘要：文章综述了人类基因组计划研究和进展的情况 关键词： 正文： 定义 人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的设想，在2005年，要把人体内约4万个基因的密码全部解开，同时绘制出人类基因的谱图。换句话说，就是要揭开组成人体4万个基因的30亿个碱基对的秘密。命人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。被誉为生科学的"登月计划"。 人类基因组计划(英语:Human Genome Project, HGP)是一项规模宏大，跨国跨学科的科学探索工程。其宗旨在于测定组成人类染色体(指单倍体)中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列，从而绘制人类基因组图谱，并且辨识其载有的基因及其序列，达到破译人类遗传信息的最终目的。基因组计划是人类为了探索自身的奥秘所迈出的重要一步，是继曼哈顿计划和阿波罗登月计划之后，人类科学史上的又一个伟大工程。截止到2005年，人类基因组计划的测序工作已经完成。其中，2001年人类基因组工作草图的发表(由公共基金资助的国际人类基因组计划和私人企业塞雷拉基因组公司各自独立完成，并分别公开发表)被认为是人类基因组计划成功的里程碑。 背景 20世纪是物理学和化学的世纪,21世纪是生物学的世纪。生命科学将取代物理学和化学成为带头学科,从而为其他学科的研究和发展提供新的思路和方法,生物工程产业将成为支柱产业。早在上世纪中叶,生物技术就被称作是21世纪的关键技术。许多科学家预言,生物技术将与信息技术、材料技术以及能源技术共同构成新的技术革命的基础,生物技术将重塑医学、农业以及生命科学研究本身,进而改造社会,改变人类的生活方式。一些重大的研究项目如人类基因组计划、体细胞克隆技术、转基因技术等的影响已超出了学科的范围,引起了公众的广泛关注。在生命科学领域随着分子生物学研究的不断深入,80年代末出现了一个新的研究领域———基因组学(Genomics)。基因组研究被称作是20世纪末21世纪初最重大的全球性的科研项目,其中以人类基因组计划(HGP)最为重要 人类基因组计划研究的目的,是获得人类染色体的物理图谱和基因图谱以及测定核苷酸的全序列 进展 人类基因组计划是由美国国立研究院和能源都1990年发起,后来有德、日、英、法、中等国科学家加入,有至少16个实验室及1100名生物学家、计算机专家和技术人员参与,预计耗资30亿美元,在15年内完成。人类基因组计划正式启动以来,受到人类各界的极大关心,经过全球科学家的努力,各阶段进展一再提前,已提前完成绘制出基因的遗传图谱和物理图谱的草图,现在已进入大规模的测序阶段。目前已完成了人类基因组约50%的测序,预期在2005年将能
人类基因组计划及其意义 摘要：人类基因组计划意义深远，对人类健康、中医药、当代科学研究方法、甚至是商 业等都有影响。 关键词：人类基因组计划意义 人类从古至今都想揭开生命的奥秘，都想了解人类自身，探究人的生老病死是怎么一回事。于是人人心中都有一个疑问：到底什么是生命？但是由于当时知识与技术的限制，人类的疑问得不到科学合理的解释。美国东部时间2000年6月26日，国际人类基因组计划（Human Genome Project ,HGP）的美、英、法、德、日、中6国协作组向世界联合宣布：人类生命蓝图人类基因组“工作框架图”已经完成。它的问世标志着人类在研究自身规律的过程中迈出了至关重要的一步，也预示着人类在探索生命奥秘的历史进程中翻开了新的篇章。 什么是人类基因组计划？ 生物学的原理告诉我们，基因是染色体上的DNA双螺旋链的一段，它由四种碱基通过不同的排列组合而成，并在特定的条件下表达遗传信息和表现特定功能，是生物性状遗传的基本功能单位。基因组指合成具有生物功能的蛋白质多肽链或RNA所必须的全部DNA序列。1985年美国科学家诺贝尔奖获得者杜伯克首先提出了人类基因组计划，目的在于通过国际间的合作，识别人类DNA中所有的十万个以上的基因，测定人类DNA的30亿个碱基对顺序，以建立详细的人类基因组遗传图和物理图，解读人类基因组中所有的基因，最终解读人类生、老、病、死的遗传信息，使得人类第一次在分子水平上全面认识自我。 人类基因组计划的意义 首先，获得人类全部基因序列将有助于人类认识许多遗传疾病以及癌症等疾病的致病机理，为分子诊断、基因治疗等新方法提供理论依据。在不远的将来，根据每个人DNA序列的差异，可了解不同个体对疾病的抵抗力，依照每个人的“基因特点”对症下药，这便是21世纪的医学——个体化医学。更重要的是，通过基因治疗，不但可预防当事人日后发生疾病，还可预防其后代发生同样的疾病。 第二，破译生命密码的人类基因组计划有助于人们对基因的表达调控有更深入的了解。同时，人类基因组图谱对揭示人类发展、进化的历史具有重要意义。对进化的研究，不再建立在假说的基础上，利用比较基因组学，通过研究古代DNA，可揭示生命进化的奥秘以及古今生物的联系，帮助人们更好地认识人类在自然界中的地位。 人类基因组计划带来的革命 1.基因治疗 人类基因组计划将为基因治疗技术的发展提供基础性的支持，对特异致病基因的研究，无疑会给基因治疗技术针对性地指明方向，加速这一技术的发展。基因治疗就是利用基因工程的手段，通过向人体导入功能基因，修补、改变相应的缺陷基因，以对相关疾病进行治疗和预防。对基因治疗的临床研究早在十年前就开始了，90年美国研究人员对一个4岁的小女孩施行了基因治疗，使她的病情大大好转。十年来，基因治疗技术在实验过程中取得了不少的成果，载体的改进和靶细胞的选择使基因治疗技术的效果也不断提高。 2.基因工程药物研究
人类基因组计划 一、什么是基因和基因组 1、基因：DNA分子上具有特定遗传效应的一段特定的核苷酸序列。遗传效应：有蛋白质产物或RNA产物或对其它基因起调节效应的功能。 2、基因组：是一个单倍体染色体组中所包含的全部遗传物质。有核基因组和线拉体基因组之分。 二、人类基因组结构 人类基因组结构庞大、复杂：基因组DNA总长度为3×109bp，3-4万个基因分布在24条染色体上，非编码区远远多于编码区，占90%以上，结构基因占3%，以单拷贝形式存在。 1、DNA序列中的组成结构可分为3种类型： （1）单一序列(非重复序列、单拷贝序列）占60-65%，绝大多数为蛋白质编码的结构基因 （2）中度重复序列：占20-30%，拷贝数为104-105 ，包括组蛋白基因、免疫球蛋白基因及RNA基因，绝大多数中度重复序列为不编码序列，成为间隔区，如人类Alu序列家族由300bp的短序列构成，重复达30万-50万拷贝，占基因组3-6%。 （3）高度重复序列：又称为卫星DNA 通常是小于10bp的短小序列组成基本单元，重复达105以上，占基因组的10%，不能转录，组成异染色质。 2、结构基因 （1）概念：为蛋白质编码的基因叫-。其DNA序列大多数是不连续的，编码序列之中往往还插入有非编码序列。 （2）结构： 内含子：非编码的序列叫—。 外显子：编码序列的片段叫—。 一个结构基因常常是由多个内含子和多个外显子相间排列组成的。图4-2，n个内含子嵌合排列在n+1外显子之间，故有内外之分。 （3）功能：内含子的长度比外显子的大好几倍，一起转录成RNA以后，必须经过剪接加工过程，将内含子部分切除，使外显子连接起来，才能形成成熟的mRNA，成为翻译蛋白质的模板。内含子，含而不显的片段对基因的表达有重要的调控作用。图4-3。 3、多基因家族和基因簇： （1）多基因家族：真核生物的基因组中有许多来源相同、结构相似、功能相关的基因，这样的一组基因称为基因家族 如血红蛋白基因家族。（指进化过程中由某一个祖先基因经过多次重复和变异所产生的一大类群序列相似、功能相似的基因群。） a、有的集中在一条染色体上共同发挥作用，合成某些蛋白质，如组蛋白基因家族中的5种组蛋白基因集中在7号染色体的长臂上的。 b、有的多基因家族成员是分散存在于几条染色体上，如人的rRNA基因家族成员分别位于13、14、15、 21、22，5条染色体的短臂的核仁组织区中。 每个区中包含几十个rRNA基因单位，大量转录18S rRNA、 28S rRNA、 5.8S rRNA。 假基因：是基因组中因突变而失活的基因，它和同一家族中的活跃基因在结构上和DNA序列上有相似性，但是没有蛋白质产物。（在多基因家族中，有少数成员不产生有功能的蛋白质，这样的基因叫—。假基因与正常基因从序列上看是同源的，但是在进化过程中发生突变丧失了功能活性。） （2）基因簇或超基因：同一基因家族中，一些结构和功能更为相似的基因彼此靠近成串地排列在一起，形成一个基因簇。如人类类α珠蛋白基因族、类β珠蛋白基因族。 在人类基因组中，有中等重复序列构成的大的基因群，包含有几百个功能相关的基因，紧密成簇状排列，称为超基因。如人类组织相容性抗原复合体HLA，及免疫球蛋白的重链和轻链基因。
人类基因组计划 HGP(Human Genome Projects) 1、HGP简介 ?人类基因组计划是由美国科学家于1985年率先提出、于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。 ?诺贝尔奖获得者Renato Dulbecco于1986年发表短文 《肿瘤研究的转折点：人类基因组测序》（Science, 231: 1055－1056）。 ?文中指出：如果我们想更多地了解肿瘤，我们从现在起必须关注细胞的基因组。…… 从哪个物种着手努力？如果我们想理解人类肿瘤，那就应从人类开始。……人类肿瘤研究将因对DNA 的详细知识而得到巨大推动。” 什么是基因组(Genome) ?基因组就是一个物种中所有基因的整体组成 ?人类基因组有两层意义： ——遗传信息 ——遗传物质 ?从整体水平研究基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系。 人类染色体 HGP的诞生 ?1984年12月Utah州的Alta,White R受美国能源部的委托，主持召开了一个小型会议，讨论DNA重组技术的发展及测定人类整个基因组的DNA序列的意义。 ?1985年6月，在美国加州举行了一次会议，美国能源部提出了“人类基因组计划”的初步草案。?1986年6月，在新墨西哥州讨论了这一计划的可行性。随后美国能源部宣布实施这一草案。?1987年初，美国能源部与国家医学研究院（NIH）为“人类基因组计划”下拨了启动经费约550万美元，1987年总额近1.66亿美元。同时，美国开始筹建人类基因组计划实验室。 ?1989年美国成立“国家人类基因组研究中心”。诺贝尔奖金获得者J.Waston出任第一任主任。?1990年，历经5年辩论之后，美国国会批准美国的“人类基因组计划”于10月1日正式启动。美国的人类基因组计划总体规划是：拟在15年内至少投入30亿美元，进行对人类全基因组的分析。 HGP诞生过程中的质疑 ?计划的必要性问题 ?计划的现实性问题 ?科学研究领域的选择问题 ?为什么不选择基因组小的或有经济意义的生物 ?认为?°制图?±是在沙漠里建公路，?°测序?±是把?°垃圾?±分类，选择?°模式动物?±是拼凑?°诺亚方舟?±。
人类基因组计划的重要性 “以破解人类遗传和生老病死之谜，解决人类健康问题为目的的人类基因组计划，对人类自身的生存和发展具有重要的意义。其旨在通过测定人类基因组DNA约3×109对核苷酸的序列，探寻所有人类基因并确定它们在染色体上的位置，明确所有基因的结构和功能，解读人类的全部遗传信息，使得人类第一次在分子水平上全面认识自我。” 基因作为掌控人类自身性状、特征和遗传的根本因子，以其简单的双螺旋结构、复杂的排列方式，使全世界范围内的每一个人类都有着相同的本质和不同的特质。基因的轰动范围极为广泛，我们身上的每一处体态特征几乎都由基因所决定，大到一个人的身高、外貌，小到一颗牙形的状，甚至是一根头发的直径都与基因有着密不可分的联系。众所周知，基因由五种碱基对以庞大的数量按一定顺序排列组合而成，其本质是核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸。在一个活跃的细胞内，特定的基因通过解旋、转录、翻译等一系列过程，来实现RN A、蛋白质等相应物质的合成，这些数以万计的不同形态不同功能的RN A、蛋白质在细胞内外发挥出他们自身的作用，从而达到控制人类机体、完善结构功能、协调组织器官运作的神奇效果。 由以上的事实我们可以看出，要想解开人类自身的秘密，就要从破解基因的密码做起。 人类基因组计划便应运而生了。该计划是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的设想，在2005年，要把人体内约10万个基因的密码全部解开，同时绘制出人类基因的谱图。换句话说，就是要揭开组成人体4万个基因的30亿个碱基对的秘密。人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波1罗计划并称为三大科学计划。 “HDP（人类基因组计划）的目的是解码生命、了解生命的起源、了解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象、为疾病的诊治提供科学依据。”
人类基因组计划及生物制药展望 杨亚军（200805035）法医学专业 关键词：人类基因组、生物技术、基因工程、生物制药、经济发展 摘要：20世纪90年代以后,生物技术产业发展迅速,为生物制药企业发展带来了机遇和挑战，特别是人类基因组计划的实施，使得生物医药的市场无比广阔。本文综述了生化药物和基因工程药物的发展历史与国内外的研究进展。基因工程诞生二十余年,运用于医药行业研制和开发基因工程药物,已取得长足进步。迄今为止,已有近一百个基因工程新药上市,并有数百种正在研制和开发中。可以预计,基因工程药物的发展具有强大的生命力。 在中国几个高增长、高收益的产业（生物制药、高端装备制造、新能源、ＩＴ产业、）中，生物制药始终是一个充满潜力的产业，虽然现在因为一些技术和政策的原因，中国的生物制药技术稍微有些落后，但是不可否认，生物制药的前景必然是可观的，成为２１世纪经济发展的支柱这一点的趋势确信是必然的。这不仅是因为生物制药会带来不可估量的社会效益和经济效益，更是因为这是一项真正以人的健康为本，以人的健康为依归的科技。 自２０世纪７０年代初基因工程问世以来，基因工程药物的研究与开发一直是发展最快和最活跃的领域。美国礼来公司于１９８２年首先利用重组ＤＮＡ技术合成了人胰岛素病投放市场，标志着生物工程药物时代的开始。迄今为止，已有５０多种基因工程药物上市，近千种处于研发状态，形成了一个巨大的高兴技术产业。
目前全世界的医药品已有一半是生物合成的，特别是合成分子结构复杂的药物时，它不仅比化学合成法简便，而且有更高的经济效益。 生物制药是21世纪新兴的支柱型产业,具有投入高、周期长、收益高、风险大等特点,识别生物制药企业的成功要素是投资人和管理者共同关心的重点问题。 半个世纪以来微生物转化在药物研制中一系列突破性的应用给医药工业创造了巨大的医疗价值和经济效益。微生物制药工业生产的特点是利用某种微生物以“纯种状态”，也就是不仅“种子”要优而且只能是一种，如其它菌种进来即为杂菌。对固定产品来说，一定按工艺有它最合适的“饭”—培养基，来供它生长。培养基的成分不能随意更改，一个菌种在同样的发酵培养基中，因为只少了或多了某个成分，发酵的成品就完全不同。如金色链霉菌在含氯的培养基中可形成金霉素，而在没有氯化物或在培养基中加入抑制生成氯化的物质，就产生四环素。药物生产菌投入发酵罐生产，必须经过种子的扩大制备。从保存的菌种斜面移接到摇瓶培养，长好的摇瓶种子接入培养量大的种子罐中，生长好后可接入发酵罐中培养。不同的发酵规模亦有不同的发酵罐，如
人类后基因组计划及研究进展 摘要：2003年4月14日生命科学诞生了一个新的重要里程碑，人类基因组计划完成，后基因组时代正式来临。着重介绍了人类基因组计划的提出、目标与任务、实施与进展等方面的基本情况，讨论了后基因组时代的时间界定，分析展望了后基因组时代与人类基因组计划密切相关的生物信息学、功能基因组学、蛋白质组学、药物基因组学等几个重要研究领域。 关键词：人类基因组计划；研究进展 2003年4月14日，美国人类基因组研究项目首席科学家Collins F博士在华盛顿隆重宣布：人类基因组序列图绘制成功，人类基因组计划(human genome project，HGP)的所有目标全部实现。这标志“人类基因组计划”胜利完成和“后基因组时代”(post genome em，PGE)正式来l临，在举世庆祝“DNA双螺旋结构”提出50周年之际，生命科学诞生了一个新的里程碑。HGP被誉为可与“曼哈顿原子弹计划”、“阿波罗登月计划”相媲美的伟大系统工程，是人类第一次系统、全面地解读和研究人类遗传物质DNA的全球性合作计划。人类基因组序列图的成功绘制是科学史上最伟大的成就之一，奠定了人类认识自我的重要基石，推动了生命与医学科学的革命性进展。在后基因组时代，生命科学关注的范围越来越大，涉及的问题越来越复杂，采用的技术越来越高，取得的成就将越来越多，生命科学及其相关科学将大有作为。 1人类基因组计划的产生与目标 1984年12月，美国犹他大学的Wenter受美国能源部的委托，主持讨论了DNA重组技术及测定人类整个基因组DNA序列的意义．1985年6月，美国能源部提出“人类基因组计划”(Humangenome project，HGP)的初步草案．最早提出测定人类基因组序列的是美国科学家罗伯特·辛西默(Robert Sinshimer)．1986年3月，美国的诺贝尔奖获得者雷纳多·杜尔贝柯石(Renato Dulbecco)在《科学》杂志上发表的短文中率先提出“测定人类的整个基因组序列”的主张[1]，后经世界性的讨论取得共识．1987年，美国开始筹建“人类基因组计划”实验室．1988年，科学家开始讨论如何才能更快、更多、更好地研究与人类的生老病死有关的所有基因——全部的人类基因组．1989年，美国成立“国家人类基因组研究中心”，诺贝尔奖获得者、DNA分子双螺旋结构模型的提出者Jamse Wateson担任第一任主任．1990年10月，美国首先正式启动“人类基因组计划”(HGP)，完成人类全部DNA分子核苷酸序列的测定．1993年，美国对这一计划做了修订，其中最重要的任务就是人类基因组的基因图构建与序列分析，需最优先考虑、必须保质保量完成的是DNA序列图．随后，英国、法国、日本、加拿大、前苏联、中国等许多国家积极响应，都开始了不同规模、各有特色 的人类基因组研究。 1999年12月1日，人类首次成功地完成人体染色体基因完整序列的测定．2000年6 月26日，六国科学家公布人类基因组工作框架图，成为人类基因组计划进展的一个重要里程碑．2001年2月12日，人类基因组图谱及初步分析结果首次公布．2003年4月15日，美、英、德、日、法、中6个国家共同宣布人类基因组序列图完成，人类基因组计划的所有目标全部实现，提前2年实现了目标。 2人类基因组计划的内容
类基因组计划的成果（一） 谁来当“亚当”---人类基因组多样性与个体医学已在进行的人类基因组计划，可以说是“代表性个体”人类基因组计划。在美国，现在用于用于绘制人类DNA序列的DNA 来自于几个“无名氏”的男性。这在当时还曾有过争论，谁可以做“亚当”？这个问题也重要也不重要。人类的所有个体、所有的人，在遗传上都是平等的。所有的人类基因组不管是在基因组中的位置，即基因位点，还是每一个基因的结构都是很相似的，绝对不存在好坏优劣之分。不管从哪一个人身上分离到的一个位点上的DNA片段，可以用于任何种族任何个体的这一位点的研究，这一位点致病等位基因的鉴定，将来可能的基因诊断与基因治疗。因此，我们说人类只有一个基因组，不存在黄种人基因组、白种人的基因组之分。一个基因被鉴定、分离了，进而被专利，就是全人类的这一基因组被专利了，我们不能说你专利的是白种人的基因，我们再来专利一个黄种人或中国人的基因。但人与人是不同的，这就是人类在“同一性”的前提下的“多样性”，多样性体现在每个人身上，称为“基因多样性”或“个体特异性”，一般每个人之间5%位点的等位基因不同有0.1%的序列不同。体现在黄种人棗白种人这一人种族差异上，可称为“种族多样性”，体现在民族（遗传上称为“族群”）上，称为“族群多样性”。将来的某一天，如果需要每一个人的全基因的全核苷酸序列也许能不费多少钱就测定了，并且记录在一个光盘上，要诊断疾病就方便啦。医生先把这个光盘装进计算机，检查几个有关的“候选基因”，看看要注意什么，譬如说，某种药物，有人用灵验，有人不灵验，这就是个体差异。这一差异很多是基因决定的，也就是“多样性”决定的，这对医生诊病很有帮助。当然，也许不需要了解一个人的整个基因组棗大家都大同小异，而把重要区域、重要基因、重要位点的“多样性”较高的区域搞清就行了。“全基因组”信息非同小可，表达了每一个人有关生、老、病、死的重要信息，它是一个人全部隐私中的最重要的隐私，可不是一个人一般生理指标，如身高、体重、胸围、血型等等，因此，它的使用可得慎之又慎。
人类基因组计划综述 摘要：人类基因组计划(humangenomeproject,HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我。于1990年正式启动的。这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。 关键字：人类基因组计划；碱基构成；遗传信息 一、研究内容和目标 人类基因组计划的内容和分阶段目标如下： 1、遗传图谱的绘制。遗传图谱主要是用遗传标签来确定基因在染色体上的排列。1994年9月，完成了包含3000个（原计划为600－1500）标签分辨率为1-cM（即1％重组率）的遗传图谱的绘制。 2、物理图谱的绘制。物理图谱是通过序列标签位点对构成基因组的DNA分子进行测定，从而对某基因所相对之遗传讯息及其在染色体上的相对位置做一线性排列。1998年10月，完成了包含52,000个（原计划为30,000）序列标签位点的物理图谱的绘制。 3、序列测定。通过测序得到基因组的序列，是一般意义上的人类基因组计划。2003年4月，包含基因序列中的98％（原预计为95％）获得了测定，精确度为99.99％。 4、辨别序列中的个体差异。每一个人都有唯一的基因序列，因此，人类基因组计划发布的数据不可能精确的反映单独个体的基因序列。它只是很少量匿名捐赠人基因组的组合。人类基因组计划只是为未来鉴定不同个体间基因组差异做一些基础的框架性工作。当前主要工作在于鉴定不同个体间包含的单核苷酸多态性。至2003年2月，已有约3,700,000个单核苷酸多态性位点得到测定。 5、基因鉴定。以获得全长的人类cDNA文库为目标。至2003年3月，已获得15,000个全长的人类cDNA文库。人类基因组计划最开始的目标是不但以最小的错误率检测出人类基因的所有30亿个碱基对，还要从如此海量的数据中确认出所有的基因及其序列。这一部分计划正在进行中，尽管目前的数据显示在人类基因组中只有大约20,000至25,000个基因，远远低于大多数科学家先前的估计。 6、基因的功能性分析。今天，人类DNA序列已经存储在数据库中，任何人都可以通过互联网下载。美国国家生物技术信息中心和位于欧洲和日本的姊妹组织储存着整个基因序列,其中包含已知序列，假设基因和蛋白质。其他组织像加州大学圣塔克鲁斯分校和ENSEMBL提供附加数据，注释和观察和检索数据的有力工具。 二、测序手段 在国际计划中，基因组被分割成多个片断（长度接近150,000个碱基对）。由于这些片断能被插入细菌中，并利用细菌的DNA复制机器进行复制，因此被称为细菌人工染色体。通过对每一个这样的片断分别应用“霰弹枪测序法”，最终将这些片断通过配对末端法（pair-end）以及其他许多定位数据重新组装在一起从而获得完整的基因组。这一手段是先将基因组分成相对较大的片断，并且在对片断进行测序前将其定位到每条染色体对应位置，所以被称为“分级霰弹枪测序法”。
开卷有益 你能活多少岁？你想活多少岁？长寿是人类梦寐以求的，但是疾病等因素一直困扰着我们，癌症、糖尿病等大多是基因病。如果能攻克人类基因的奥秘，活到一百五十岁并不是异想天开。我们也能够在超市买到抗感冒的苹果、防肝炎的梨，能吃到治疗艾滋病的大米。如果能攻克人类基因的奥秘，我们的生活将发生翻天覆地的变化，我国正是人类基因组计划的成员国之一，承担着百分之一的任务，而这正是本文作者杨焕明博士争取而来的。今天我们就随他走进基因世界，去领略基因世界的多姿多彩！ 话题链接——科学与生活 1．教材赏悟 全文通过介绍人类基因组计划的科学地位及六大导向性的意义，阐明了该计划是人类科学史上的重大工程，可以奠定揭开生命最终奥秘的基础，反映了当前领先于科技前沿的基因组研究的重大突破和广阔前景，体现了人文关怀性和科学严谨性，并呼吁人们要加强国际性合作，走良性发展的科研之路。 2．名句赏记 ◆科学家的成果是全人类的财产，而科学是最无私的领域。——高尔基 ◆数理科学是大自然的语言。——伽利略 ◆科学是我心中的温暖和愉快，你使我无所畏惧，视死如归。入狱者虽难得重见天日，你却能把锁链和铁窗粉碎。——布鲁诺 ◆科学是人类智慧的结晶和硕果……展望科学的未来，人类将高举科学的火炬登上宇宙的天堂。——霍金 ◆科学是人们生活中最重要、最美好和最需要的东西。——契诃夫 ◆没有科学和艺术，就没有人和人的生活。——列夫·托尔斯泰 ◆科学是我们时代的神经系统。——高尔基 ◆科学的真正的、合法的目标说来不外是这样：把新的发现和新的力量惠赠给人类生活。——培根
◆科学、科学知识总是假设的：它是猜想的知识。科学的方法是批评的方法： 寻求和消灭错误并服务于真理的方法。——卡尔·波普尔 ◆科学本身就有诗意。——斯宾塞 3．典例赏析 揭开遗传奥秘 原文：1832年的一天，奥地利西里西亚地区一个名叫海因赞多夫的小村庄，10岁的约翰正忙着帮助父亲嫁接果树。父亲酷爱园艺，是果树栽培嫁接方面的行家，左邻右舍的农民经常来向他请教。约翰从小就在父亲影响下学会了干各种农活，并且对果树嫁接产生了浓厚的兴趣。 一次小约翰问父亲：“爸爸，一枝小小的良种接穗，尽管全部养料都由劣种砧木供给，为什么仍能长成粗大的枝干和香甜的果实？” “孩子，我也不知道为什么！但事实的确如此。比养料力量更大是树木的本性，就是人们称为‘遗传’的那种性质吧！”父亲根据自己掌握的知识回答了约翰的问题。 小约翰默默地听着听着，陷入了沉思：“树木的本性”“遗传”，那是怎么一回事呢？他不断地喃喃自语。 童年的嫁接经验和学校里组织的生物活动，这些生物学的遗传现象在约翰幼小的心灵里扎下了深深的根基，这对他成为举世闻名、发现遗传规律的伟大的生物学家影响极大，他就是发现遗传三大定律的孟德尔。 悟语：伟大的发现常产生于我们普通的生活中，但是如果没有刨根究底的精神，如果没有持之以恒的坚持，没有把好奇心继续到底的决心，这伟大的发现还会是平常的生活现象。 4．时文赏读
人类基因组计划的历史背景 问题的提出 尽管生物机体的尺寸有限,但并未能为研究工作带来任何容易之处。人们经过了不懈的努力,渴望解开生命之谜这个多年的愿望并未向前推进多少,谜仍是个谜!以往研究的艰履或失败教训使人们头脑开始清醒地认识到,任何仅依靠单一学科如细胞学、发青学、肿瘤学、人类遗传学或分子生物学的独自努力都无济于事,都太局限了,难以完成人类对自身的认识和保护。美国曾投巨资但基本上以失败告吹了的肿瘤十年计划也说明了这个问题。所以,要知道某事物的局部作用机制最好先知道全局的看法逐渐主导了人们的认识(Dulbecco R,1986)。在绕了一大段弯路后,人们回过头来决定开始进行人的所有基因即基因组的研究,全面探讨这个“摸得到,猜不透',的人体奥秘,由此形成了基因组学(genomics)和人类基因组计划(Human Genome Project,HGP),其最终目的是对生命进行系统地和科学地解码,以此达到了解和认识生命的起源,种间和个体间存在差异的起因,疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象(Under ES,1996)。人类基因组计划以前的遗传学或称基因学(genetics)偏重于单个基因的研究,而人类基因组计划则是把目光投向整个基因组的所有基因,从整体水平去考虑基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系等。随着数理化、信息和材料等学科的渗透以及具有时代特征的工业化技术管理模式的引进,HGP真正成为了生命科学领域的第一项大科学工程,其规模和意义远远超过阿波罗(Apollo)登月计划和曼哈顿(Manhatton)原子弹计划口HGP的正式启动也就标志着解码生命的真正开始也就很自然地成为人们关注的焦点。 历史的回顾 对人类基因组的研究在70年代已具有一定的雏形,在80年代在许多国家已形成一定规模,并在以下的几个事件的影响下形成了投资额最多、最具规模的美国人类基因组计划。 1984年在Utah州的Aita,White R和MendelSOIlhn M受美国能源部(DOE)的委托主持召开了一个小型专业会议讨论测定人类整个基因组的DNA序列的意义和前景(Cook-y明n则,1989)。1985年5月在加州antaCruz由美国能说部的SindeimerRL主持的议上提出了测定人类基因组全序列的动议,由此形成了美国能源部的“人类基因组计划”草案。1986年3月,在新墨西哥州的Santa Fe 讨论了这一计划的可行性,随后美国能源部宣布实施这一草案。1986年著名遗传学家McK1Mick V 提出从整个基因组的层次研究遗传的科学称“基因组学"。1986年3月7日,诺贝尔奖获得者Dulbecco R在Science杂志上发表的一篇有关开展人类基因组计划的短文。1986年6月在美国冷泉港,另两位诺贝尔奖获得者GIbedW及Berg P主持了有关“人类基因组计划”的专家会议。1987年初,美国能源部与国家健康研究院(NIH)为“人类基因组计划"下拨了启动经费约550万美元(1987年全年1.66亿美元),并开始筹建人类基因组计划实验室。1988年2月,国家科学研究委员会(NRC)的专家撰写了“人类基因组的作图与测序(mapping andsequencing the human genome)”的报告,全面地介绍了有关这项史无前例的、看起来似“胆大妄为',计划的内容(Nati?ml Research Council,1988)。同年,美国成立了“国家人类基因组研究中心",由因提出DNA 分子双螺旋模型的贡献而获诺贝尔奖的沃森(Watson J)出任第一任主任。 Duibeeco短文的功绩 Dulbecco R于1986年在Science杂志上发表的题为“癌症研究的转折点——人类基因组的全序列分析”的短文,回顾了70年代以来癌症研究的进展,使人们认识到包括癌症在内的人类疾病的发
生命科学与人类基因组计划 摘要：人类基因组计划是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美、英、日、中、德、法等国参加了人体基因作图，测定人体23对染色体由3×109核苷酸组成的全部DNA序列，并于2000年完成了人类基因组“工作框架图”。在2001年公布了人类基因组图谱及初步分析结果。其研究内容还包括创建计算机分析管理系统，检验相关的伦理、法律及社会问题，进而通过转录物组学和蛋白质组学等相关技术对基因表达谱、基因突变进行分析，可获得与疾病相关基因的信息。 关键词：基因；生命科学；人类基因组；人类健康 1关于基因 基因是指携带有遗传信息的DNA序列，是控制性状的基本遗传单位。它通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息，从而控制生物个体的性状表现。基因作为掌控人类自身性状、特征和遗传的根本因子，以其简单的双螺旋结构、复杂的排列方式，使全世界范围内的每一个人类都有着相同的本质和不同的特质。基因通过复制把遗传信息传递给下一代，使后代出现与亲代相似的性状。人类大约有几万个基因，储存着生命孕育生长、凋亡过程的全部信息，通过复制、表达、修复，完成生命繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。基因是生命的密码，记录和传递着遗传信息。基因的特殊组合及其染色体的排列方式构成了每个人的遗传蓝图。例如，细胞能形成肝组织，而不只是血细胞或神经纤维，它们之所以能这样做是因为细胞遗传编码在起作用。按照这种方式，组织身体细胞得以形成一个人，每个人的眼睛和头发都有特定的颜色，而且每个人还有成千上万个其他特征，从而使得每个人都是独一无二的。人类无用基因推测我们人类有“98%”左右的“无用基因”，他们是哪里来的？我们可以发现有“嘴巴”的动物，就必然会有“配套”的“消化”器官、“排泄”器官，这些器官必然是“同时”出现的，不可能一个一个“慢慢”的“进化”而来，只是“出现”以后，又可以不断的“旋进”而已。而所有的“细胞”都是由“基因”控制生长出来的，那么也就是说：它们会有好长一段时间的“基因储备”，有些“储备”也许一直都不会用到，但另一些，最后却整合成了“新”的器官系统。另一方面，我们“进化”的过程中，有些功能器官会慢慢退化，如：我们没有了“尾巴”、大部分“体毛”等，而那些相对应的“基因”是不会完全消失的，因为还要留作“备用”！这就是“无用基因”的两大“来源”了。
人类基因组计划及其意义 一、概述人类基因组计划 首先我们看一下百度词条上对于人类基因组计划的解释 人类基因组计划 定义:于20世纪80年代提出,由美、英、日、中、德、法等国参加并于2001年完成的针对人体23对染色体全部DNA的碱基对序列进行排序,对大约25 000个基因进行染色体定位,构建人类基因组遗传图谱和物理图谱的国际合作研究计划。 研究内容 HGP 的主要任务是人类的DNA 测序，同时绘制人类基因图谱(遗传图谱、物理图谱、序列图谱和基因图谱)，此外还有测序技术、人类基因组序列变异、功能基因组技术、比较基因组学、社会、法律、伦理研究、生物信息学和计算生物学、教育培训等内容。 遗传图谱 遗传图谱是以具有遗传多态性的遗传标记为“路标”，以遗传学距离为图距的基因组图。遗传图谱的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。意义:6000 多个遗传标记，能够把人的基因组分成6000 多个区域，可把某一致病基因定位于一定的已知区域，再对基因进行分离和研究。能够提高寻找基因和基因分析的效率，对于疾病而言，找基因和分析基因是个关键。 物理图谱 物理图谱是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息，它是通过对构成基因组的DNA 分子进行测定而绘制的，主要使用限制性内切酶水解DNA片段，再通过酶切片段在DNA链上的定位将DNA链上的限制性内切酶酶切片段排列起来从而把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来所形成的图谱。DNA物理图谱是DNA分子结构的特征之一。由于首先要解决限制性内切酶在DNA 片段中所处的位置关系才能绘制出物理图谱，所以，在绘制DNA物理图谱的同时也要进行DNA序列的分析。DNA测序从物理图谱制作开始，它是测序工作的第一步。 序列图谱 随着遗传图谱和物理图谱的完成，测序就成为最重要的的工作。DNA序列分析技术是一个包括制备DNA片段化及碱基分析、DNA信息翻译的多阶段的过程。 通过测序得到基因组的序列图谱。目前普遍使用的DNA测序技术主要有:逐个克隆法、全基因组鸟枪法等方法。 基因图谱 基因图谱是在识别基因组外显子的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。在人类基因组中鉴别全部基因的位置、结构与功能，最主要的方法是通过基因的表达产物mRNA 反追到染色体的位置。 主要用途 对医学的贡献 基因诊断、基因治疗和基于基因组知识的治疗、基于基因组信息的疾病预防、疾病易感基因的识别、风险人群生活方式、环境因子的干预。 对制药的贡献 筛选药物的靶点:与组合化学和天然化合物分离技术结合，建立高通量的受体、酶结合试验以知识为基础的药物设计:基因蛋白产物的高级结构分析、预测、模拟—药物作用“口袋”。 生物技术贡献 对基因工程药物、诊断和研究试剂产业，胚胎和成年期干细胞、克隆技术、器官再造等都有贡献。 人类基因组计划的意义 人类基因组计划对生命科学的研究和生物产业的发展具有非常重要的意义,它为人类社会带来的巨
人类基因组计划 （Human Genome Project,HGP） 1．什么是人类基因组计划： 人类基因组计划是由美国能源部和NIH联合做出的，自1990年开始，争取在15年内完成的目标。 即：鉴定人体DNA估计约8万个基因，测序构成人DNA的30亿个碱基，贮存这些信息于databases(数据库)并发展data analysis的工具。 （1）实际包括两部分工作，一是mapping，一是sequencing，故先前叫做“Mapping and Sequencing the human genome”.而Mapping又分为遗传连锁图谱和物理图谱。（2）HGP是第一个庞大的科学事业，会引起一些由此计划暴发出来的伦理、法律、社会学上的诸多争论。（DOE熟悉大科学模式；生物学家习惯小科学模式，应完美结合。 该计划会引发出许多商业和法律，社会学和论理学方面的问题。） （3）为了有助于这些目标的实现，还要研究一些非人生物体的遗传图谱。（包括E.coli、酵母、秀丽隐杆线虫、果蝇、实验用小鼠等模式生物。） （4）在植物方面，美国农业部集中研究玉米和南芥菜（Arabidopsis）基因组，我国科学家提出了水稻基因组计划。 2．背景： 早在1984年Utah州Alta城的专业会议（DOE环境与健康研究办公室，OHER 和国际环境诱变剂和致癌物防护委员会，ICPEMC协办）。开始讨论HG DNA全序列测定的前景。 1985年5月由Sinsheimer组织专门会议提出测定HG全序的动议。 DOE为何操办：（1）DOE承担低水平辐射和其它环境因素引起的遗传性损伤的监测，即需要在108bp的DNA中检测出一个碱基的改变，此项任务与HG全序列测定有关并且