人类基因组计划的意义及人类建康

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-10
简述人类基因组计划的进展情况及人类基因组计划的意义。


人类基因组计划与人类健康 摘要:“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。”本文就基因组计划的发展现状作一综述。 关键词:人类基因组 生命蓝图 基因疾病 人类健康 引言 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。人类基因组计划不仅让人类更为了解自身基因、蛋白质等的构造,还为人类的疾病等治疗,为人类的健康提供了保障。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。 1、人类基因组计划的历史与进程 基因是DNA(脱氧核糖核酸)分子上具有遗传效应的特定核苷酸序列的总称,是具有遗传效应的DNA分子片段。基因位于染色体上,并在染色体上呈线性排列。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代,还可以使遗传信息得到表达。不同人种之间头发、肤色、眼睛、鼻子等不同,是基因差异所致。 人类只有一个基因组,大约有5-10万个基因。人类基因组计划(Human genome project)是美国科学家于1985年率先提出的,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。计划于1990年正式启动,这一价值30亿美元的计划的目标是,为30亿个碱基对构成的人类基因组精确测序,从而最终弄清楚每种基因制造的蛋白质及其作用。 我国于1999年9月积极参加到这项研究计划中的,承担其中1%的任务,即人类3号染色体上约3000万个碱基对的测序任务。我国因此成为参加这项研究计划的唯一的发展中国家。2000年6月26日人类基因组工作草图完成。 生命蓝图本质上是基因。基因分几个层次,首先人类的基因组由46条染色体组成,通过生命的密码编码RNA,然后又由RNA编译蛋白质。基因首先是资源,每个人都携带自己的基因;基因是知识,我们要了解基因的功能,基因的存在,基因的多样性;基因也可以成为专利,然后生产出药物;基因又是食疗,做农产品的基因组就是让农产品增产……

人们回顾过去20世纪一百年中所取得的辉煌成就时, 最激动人心的伟大创举之一就是和“曼哈顿的原子弹计划”、“阿波罗人类登月计划”一起被誉为本世纪科学史上三个里程碑的“人类基因组计划”

2000年6月26日是人类生命科学史上一个值得纪念的日子,美国总统克林顿在白宫宣布,人类基因组工作草图已经绘出,人体全部基因的初步测序研究工作完成。这项重大研究成果标志着人类在研究自身的过程中迈出了关键的一步。

现在大家对人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)比较熟悉,通常将HGP与阿波罗等月计划和曼哈顿原子弹计划相提并论,生物学家则强调HGP这是人类系统认识自我的最为宏大的科学工程,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,从重大科学意义、经济效益和社会效益方面来看, HGP无疑是这三者中最突出的,其意义远远大于人类登上月球和原子弹爆炸。

那么究竟什么是使人如此重视的HGP呢?

我们知道所有生物的遗传物质是DNA,它的总和就是基因组,就人类基因组而言,指合成有功能的人体各类细胞中蛋白质及或多肽链和RNA所必须的全部DNA顺序和结构,人体遗传物质综合就是人类基因组,由大约30亿碱基对组成,分布在细胞核的23对染色体中。人类基因组计划是测定人类基因组的全部DNA序列,从而解读所有遗传密码,揭示生命的所有奥秘。

诺贝尔奖获得者杜伯克于1986年在《科学(Science)》杂志上发表的一篇短文中率先提全面解剖人类基因组的计划。1988年,该计划正式获得美国国会批准,并于1990年10月1日</st1:chsdate>正式启动。其总体规划是:拟在15年内至少投资30亿美元,进行对人类基因组的分析。不久,该计划发展成一个由多国政府支持的国际项目,先后有美、英、日、德、法及中国等6个国家参加。HGP其最初的目标是,用15年时间(1990-2005),构建详细的人类基因组遗传图和物理图,确定人类DNA的全部核苷酸序列,定位全部基因,并对其他生物进行类似研究。1993年,又增加了人类基因的鉴定和分离的内容。其终极目标即:阐明人类基因组全部DNA序列;识别基因;建立储存这些信息的数据库;开发数据分析工具;研究HGP实施所带来的伦理、法律和社会问题。1998年, 人类基因组计划增加了基因组多样性研究的内容, 强化了功能基因组研究技术平台体系。

美国政府资助的HGP由国家卫生研究院(NIH)和能源部承担。目前,有美国、德国、日本、英国、法国、中国6个国家的科学家正式加入了这一计划。由于人类基因组计划深远的影响和潜在的经济价值, 除了早期的政府介入外, 时至今日, 世界上几乎所有的大大小小的医药公司,基因组研究公司甚至毫无关系的其它公司都涉足到人类基因组研究中, 其中比较有影响力的包括美国HGS公司, Incyte公司和Celera公司.在人类基因组研究的热潮中, 无形之中形成了一场没有硝烟却异常激烈的基因争夺战. 政府和企业之间, 发达国家之间, 发达国家和发展中国家的基因争夺战亦愈演愈烈, 加速了人类基因组计划研究的进程. 人类基因组计划研究的预期进度表不断提前. 1998年对原计划进行了修改,宣布提前两年即将原定于2005年完成的测序任务提前到2003年完成,将“人类基因组DNA序列图”完成时间再提前到2001年6月。

我国人口占世界人口总数的22%,是一个多民族的群体,我们丰富的人群遗传资源是研究人类基因组多样性、人类进化以及人类疾病相关基因的宝贵材料。国家高技术发展计划(863计划)自1987年开始就注意资助研究基因组的有关技术,我国的人类基因组计划正式启动于1994年。1998年,国家人类基因组南方和北方研究中心和北京华大基因组研究中心相继成立。1999 年9月,我国基因组研究的上述3个中心共同承担了国际人类基因组大规模测序任务的1%。这一事件向世界表明,作为参与该任务的唯一的发展中国家, 我国人类基因组大规模测序工作已经开始,并具有相当的实力。它代表着中国科学家在未来的基因工程产业中占有一席之地。在这个划时代的里程碑上,已经刻上了中国人的名字。通过参与这一计划,可以分享数据、资源、技术与发言权,最终来开发我国自己的基因资源。”

的实施将极大地促进生命科学领域一系列基础研究的发展,阐明基因的结构与功能关系、生命的起源和进化、细胞发育、生产、分化的分子机理,疾病发生的机理等,人类6千多种单基因遗传性疾病和严重危害人类键康的多基因遗传易感性疾病(如心血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病等)的发病机制有望得到彻底阐明, 为这些疾病的早期预防、诊断和治疗奠定坚实基础, 为医药产业带来翻天覆地的变化;促进生命科学与信息科学、材料科学和与高新技术产业相结合,刺激相关学科与技术领域的发展,带动起一批新兴的高技术产业;基因组研究中发展起来的技术、数据库及生物学资源,还将推动对农业、畜牧业、能源、环境等相关产业的发展,改变人类社会生产、生活和环境的面貌,把人类带入更佳的生存状态。

以测序为主要内容的HGP已经完成,HGP已经进入了以基因功能研究为主的功能基因组学研究中,衍生了一系列基因组学研究计划,这些包括疾病基因组学、比较基因组学、基因组多样性(单倍型)、肿瘤基因组学、环境基因组学等。甚至诞生了以基因组学研究思路相同和研究策略类似的蛋白质组学、代谢组学、生理组学、化学组学个系统生物学等,总之,系统全面认识人体奥秘的战争已经方兴未艾,越演越烈,勿庸置疑,HGP是集先锋和基础,扮演了最为重要的角色。

在未来10—20年里,人类将解读所有模式生物、模式基因组和代表生物的遗传密码。截至2000年4月15日,国际人类基因组计划已对29种微生物、面包酵母、大肠杆菌、果蝇、线虫、水稻、鸡、小鼠和大鼠进行了测序。人类基因组计划还对几十种病原微生物的基因组进行了序列测定,如与胃病发生密切相关的幽门螺杆菌,引起肺病的结核杆菌和引起梅毒的螺旋体等等基因组测序都已完成,为阐明这些疾病发生的分子机理,设计诊断、治疗和预防的新方法提供了可能性。

利用人类基因组工作草图,人们将更容易、更彻底地理解基因对人类生、老、病、死的作用,使征服疾病、延年益寿和提高人类生命质量等成为可能。根据许多常见病致病基因的排序、定位及其基本作用等信息,科学家就可以找出包括癌症、老年性痴呆症、心脏病等在内的许多人类顽症的病因,有针对地筛选与设计新药;甚至可以根据病人的基因图谱选择或研制相应的药物,纠正基因组中可能出现的遗传缺陷,如矫正胎儿的疾病等,进行基因层次上的诊断与治疗。随着基因研究的深入,人类可以在分子水平上进行人体组织的再生治疗,甚至在病发前治愈疾病,控制人类“衰老”与“长寿”基因,保证人类健康长寿。

人类基因图谱绘成后,科学家将深入研究与各种疾病有关的基因、疾病基因与其他基因及环境的相互作用等。他预计,到2010年或2020年,基因疗法将成为一种普通的治疗方法。 “破译基因组密码的意义就如同在发明电脑的年代,没有人能想象到今天的计算机以及网络如此发展,21世纪将是生物技术的时代,将是基因的时代。”

  • 简述人类基因组计划的主要内容和意义?
    答:意义:1、HGP对人类疾病基因研究的贡献 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。对于单基 2、HGP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。因病,采用“定位克隆”和“定位候选...
  • 简述人类基因组计划的进展情况及人类基因组计划的意义。
    答:人类基因组计划的意义在于:1. 在人类健康领域,它有助于遗传疾病的诊断、治疗和预防。2. 在基础科学研究领域,它推动了对于基因结构、基因表达调控、细胞生长与分化、生物遗传与进化等关键问题的深入理解。3. 有专家提出,在基因时代之后,科学家可以集中研究基因的表达、功能和生物学意义,从而在分子水平...
  • 人类基因组计划的意义及人类建康
    答:我们知道所有生物的遗传物质是DNA,它的总和就是基因组,就人类基因组而言,指合成有功能的人体各类细胞中蛋白质及或多肽链和RNA所必须的全部DNA顺序和结构,人体遗传物质综合就是人类基因组,由大约30亿碱基对组成,分布在细胞核的23对染色体中。人类基因组计划是测定人类基因组的全部DNA序列,从而解读所有遗传密码,揭示生命...
  • 简述人类基因组计划的进展情况及人类基因组计划的意义。
    答:有人提出:现在已经进入后基因时代。2、人类基因组计划的意义:①在人类健康领域,它将有助于对遗传疾病的诊断、治疗和预防。②在基础科学研究领域,它将促进人们对于基因的结构、基因的表达的调控、细胞生长与分化、生物遗传与进化等一系列重大问题的深入主认识。③有人提出后基因时代,科学家可以集中研究...
  • 人类的基因组计划的重要意义是什么?
    答:人类对基因组的了解会推动对遗传性疾病的诊断和预防。随着分离到的疾病基因的增多,以DNA为基础的诊断会更为普遍。医生和遗传学家可以通过基因检测,识别出带有遗传疾病的胚胎细胞。二、人类基因组计划对社会经济的重要影响 在实践上,利用人类基因组的研究成果,科学家将更好的进行分子生物学、遗传学、...
  • 简述人类基因组计划的进展情况及人类基因组计划的意义。
    答:意义:人类基因组计划的意义:①在人类健康领域,它将有助于对遗传疾病的诊断、治疗和预防。②在基础科学研究领域,它将促进人们对于基因的结构、基因的表达的调控、细胞生长与分化、生物遗传与进化等一系列重大问题的深入主认识。③有人提出后基因时代,科学家可以集中研究这些基因的表达、功能和生物学意义...
  • 现代生命科学研究的真正起点是什么
    答:“人类基因组计划”是现代生命科学研究的真正起点,它不仅让人们初步了解了人类的基因信息,还让生命科学变成数据密集型学科,从而便利了随后的研究工作。从目前的趋势来看,科技界正努力将所有学科变成数据密集型学科,然后再推动这个学科相关知识的商业化。人类健康不仅与基因相关,还与基因所处的微观环境有...
  • 简述人类基因组计划的要点和影响
    答:通过对人类基因组计划的研究,我们了解到“Life is Sequece”生命是由序列构成的,“Life is Digital”生命是数字的。它最重要的影响来自两方面:1、对人类自身的了解第一次达到全基因组的水平,从而对人类自身的健康和医学产生深远影响;2、人类作为最重要的模式生物,将为其他所有物种的深入研究提供思路。
  • 生物化学 人类健康
    答:人类基因组计划与人类健康张猛于军 作者单位: 101300 中国科学院北京基因组研究所 一、基因与基因组基因是染色体上的集信息和结构为一体的功能单位。基因的信息基础是DNA在染色体上的序列,也就是4种不同脱氧核糖核酸在DNA 上的排列顺序。DNA分子的信息(序列) 通过遗传密码而“翻译”成它们的产物。基因的产物就是基...
  • 人类发现基因对人类的意义,急用!!!
    答:人类基因组计划对生命科学研究与生物产业发展的导向性意义,我可以用规模化、序列化、信息化及产业化、医学化、人文化来归纳。 一、规模化 “基因组学”这一新的学科,是随着“人类基因组计划”的启动而诞生,随着人类基因组计划的进展而发展起来的。生物学家第一次从整个基因组的规模去认识、研究一个物种所有与...