作者:陆成宽 来源:科技日报 发布时间:2021/6/28 10:25:55
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破译“生命天书”二十年 中国基因组研究跻身世界前列

 

今年是国际“人类基因组计划”协作组发表人类基因组序列草图20周年。20年前,我国圆满完成了承担的“人类基因组计划”1%的任务。中国科学家通过参与这一被誉为生命科学“登月计划”的国际大科学计划,带动了中国基因组学研究从追赶到并跑,从而跻身世界前列。

6月26日,中国科学院遗传与发育生物学研究所、中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)和华大基因联合举办“纪念国际人类基因组工作草图绘制和‘1%项目’完成座谈会”,回顾基因组学发展历程,推动我国生命科学更快、更好地发展。

从1%到第一梯队 基因测序刻上“中国”印记

“人类基因组计划”于1990年在美国首先启动,进而英、日、法、德相继参与,组成了国际“人类基因组计划”协作组,其核心内容是测定人类基因组的全部DNA序列,获得人类全面认识自我最重要的生物学信息。

这场被誉为生命科学领域“阿波罗登月计划”的“盛宴”,中国要参与吗?

答案是肯定的。1994年,中国“人类基因组计划”在谈家桢、吴旻、强伯勤、陈竺、沈岩、杨焕明等科学家倡导下启动。1999年9月,继美、英、日、法、德之后,中国成为第六个“人类基因组计划”的参与国,也是其中唯一的发展中国家。

人类基因组由约30亿个碱基对组成。“作为参与这项工作的唯一发展中国家,1999年起,中国集中了一批生物学家参与并负责测定人类基因组全部序列的1%,也就是三千万个碱基的排序。”科院院士、华大基因联合创始人杨焕明说。

2001年8月26日,中国科学家提前高质量完成“1%项目”的基因序列图谱。

“也许‘1%项目’对整个项目而言有些微不足道,但它的实施给我国基因组学发展所带来的意义却是重大的。同时,‘1%项目’也对社会公众进行了一次声势浩大的基因及基因组普及教育,为中国生命科学研究和生物产业发展开拓了无限的空间。”杨焕明说。

加入国际“人类基因组计划”,可以使中国平等分享该计划所建立的所有技术、资源和数据,并使我国成为世界上少数几个能独立完成大型基因组分析的国家。

杨焕明表示,中国科学家“抢”到的“人类基因组计划”1%份额,让这个人类科技史的重要里程碑上刻下了“中国”二字。更重要的是,它还带动了中国基因测序技术从追赶实现并跑,并在测序仪的研制和量产以及生物信息学软件的开发等方面逐渐走向全球第一梯队。

生命科学的“大科学”时代曙光初现

20年来,“人类基因组计划”所取得的划时代成就,给人类对疾病和物种演化的认知带来了革命性变化。

通过参与这一计划,中国科学家得以在短时间内学习并追赶发达国家的先进生物技术,先后完成了水稻基因组、小麦A基因组、SARS冠状病毒的基因组研究,以及对熊猫、家猪、家鸡、家蚕等动物基因组的测序和分析工作,使我国的基因组学研究得以跻身世界前列。

2010年,科学家怀揣了数十年的梦想成为现实。基于基因组全序列发现了一个个遗传病的致病基因的突变,使得基因治疗取得了良好疗效。近年来,有多位地中海贫血、白血病患者等受益于基因技术被治愈。这些治疗奇迹也给科学家巨大的信心。在新冠肺炎疫情中,病毒及人类的基因组序列在病毒检测、疫情跟踪以及疫苗研制等方面发挥了重要作用。

“人类基因组序列就像元素周期表一样重要。可以说人的生、老、病、死都与人类基因组序列携带的遗传信息相关,其重要性不言而喻。”杨焕明说。

他表示,这场疫情也再次提醒我们:我们对生命的认识还远远不够。“人类基因组计划”不仅促进了生物学和医学的发展,而且正在积极深化遗传学、生物化学、分子生物学和信息科学等多学科合作的“大科学”融合,共同构建生命科学的“大数据”时代。

 
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