中國參與人類基因組計劃
2003年4月14日,中、美、日、德、法、英等6國科學家宣佈:“人類基因組序列圖繪製成功,人類基因組計劃的所有目標全部實現。
至此,人類基因組計劃距離正式啓動過去了14年,比原計劃提前了兩年多。
1990年,人類基因組計劃在美國正式啓動。9年後,中國獲准加入了人類基因組計劃,成爲參與這一計劃的惟一發展中國家。
在一次訪談中,人類基因組計劃中國聯繫人楊煥明教授說:“人類基因組計劃應該說是1953年4月23號(應爲25日)開始的。”
1953年4月25日的《自然》雜誌上,沃森和克里克以1000多字的短文和一幅插圖公佈了他們的發現:DNA的雙螺旋結構。
根據他們的模型,DNA是由兩條由脫氧核糖和磷酸交替組成的長鏈(長鏈通過鹼基之間的氫鍵結合在一起)形成的雙螺旋,每個脫氧核糖上都連着一個鹼基,鹼基以A對T、G對C的原則配對。按照鹼基配對的原則,一條鏈上的鹼基順序確定後,另一條鏈上的鹼基順序也就顯而易見。
“如果說人體的基因就像一部包裝精美的天書,記載着生命的奧秘,那麼,DNA雙螺旋模型的發現,則是我們翻開了本書的第一頁。”
而人類基因組完成圖譜的公佈,則將這本書完整地呈現在了人類的面前。
1977年,美國科學家桑格和吉爾伯特發現了讀取基因序列的方法,並測定了第一個基因組序列,但由於工程過於龐大,並沒有人打主意“用這種方法研究整個人體基因的序列”。當時,更多的生物學家們,都忙於對單個基因的功能進行研究,比如也是1977年,瓦穆斯發現了第一個致癌的基因,引起世界轟動。
1986年,美國能源部向國會正式提出了“人類基因組計劃(humangenomeproject,簡稱HGP)”的初步草案,同時美國開始籌建“人類基因組計劃”的實驗室。
4年後,經美國國會批准,HGP計劃正式啓動,預計耗資30億美元,堪比曼哈頓原子彈計劃和阿波羅登月計劃。按照這個計劃的設想,到2005年,要把人體內約10萬個基因的密碼全部解開,同時繪製出人類基因的譜圖——換句話說,要揭開組成人體10萬個基因的30億個鹼基對的秘密。
翌年,美國建立了第一批基因組研究中心。1993年,英國的桑格研究中心在劍橋附近成立、1997年,法國國家基因組測序中心成立……
1998年,也就是加入“人類基因組計劃”的前一年,中國分別在北京和上海設立了國家基因組中心。
楊煥明是中科院北京基因組研究所的所長。自1980年以來,他便長期從事醫學遺傳學與人類基因的定位工作,1994年回國後,順應學科發展趨勢,由原先從事人類遺傳學的“細科學”轉爲基因組研究的“大科學”。
1999年,中國正式加入人類基因組計劃,承擔人類3號染色體斷臂上約3000萬個鹼基對的測序任務,佔整個基因組的1%。
工程穩穩地進展着。2000年6月26日,中、美、日、德、法、英等6國科學家宣佈首次繪成了人類基因組“工作框架圖”;2001年2月12日,6國科學家聯合在學術期刊上發表了人類基因組“工作框架圖”及初步分析結果;2003年4月14日,6國科學家宣佈人類基因組序列圖繪製成功,人類基因組計劃的所有目標全部實現,已完成的序列圖覆蓋人類基因組所含基因區域的99%,精確率達到99.99%。
其中,人類基因組“中國卷”的繪製工作於2001年8月26日宣告完成。
DNA雙螺旋結構發現者之一的詹姆斯·沃森認爲,中國的基因組研究機構“可以和世界上任何一個國際同類機構媲美和競爭”,中國已經成爲“DNA科學的重要角色”。
“國際人類基因組計劃中國測序部分的圓滿完成,是一件了不起的事情,整個中國都應該爲此驕傲。”在國際人類基因組計劃的“掌門人”柯林斯博士看來,中國科學家由零起步,短短兩年時間裡,高效高質地完成了承擔的測序任務,足以讓全世界爲之矚目: