人類基因組計(jì)劃改

人類基因組計(jì)劃改第1頁(yè)/共43頁(yè)三、人類基因組計(jì)劃

1、人類基因組計(jì)劃的啟動(dòng)

1986年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者R.Dulbecco提出人類基因組計(jì)劃——測(cè)出人類全套基因組的DNA堿基序列（1n:3X109b）第2頁(yè)/共43頁(yè)

美國(guó)政府決定于1990年正式啟動(dòng)HGP，預(yù)計(jì)用15年時(shí)間，投入30億美元，完成HGP。

由國(guó)立衛(wèi)生研究院和能源部共同組成“人類基因組研究所（NHGRI）”

逐漸地，HGP擴(kuò)展為多國(guó)協(xié)作計(jì)劃。參與者包括：歐共體、日本、加拿大、俄羅斯、巴西、印度和中國(guó)等國(guó)的科學(xué)家。第3頁(yè)/共43頁(yè)人類基因組計(jì)劃發(fā)展過(guò)程:1986[美]Dulbecco首次提出了“人類基因組工程”。原計(jì)劃約10-15年完成，耗資30億美元，其宏偉的程度堪與Manhatto原子彈計(jì)劃和Appolo登月計(jì)劃相提并論。

19904月美國(guó)宣布開(kāi)始實(shí)施人類基因組測(cè)序工作。第4頁(yè)/共43頁(yè)（1）截止1998年10月，完成1.8*108b,

占計(jì)劃的6%

（2）完成一系列模式生物全基因組測(cè)定第5頁(yè)/共43頁(yè)物種全基因組完成年份釀酒酵母1.35x107bp1996枯草桿菌4.2x106bp1997幽門螺桿菌1.6x106bp1997梅毒螺旋體1.13x106bp1998(2)一些模式生物和病源物的全基因組測(cè)定第6頁(yè)/共43頁(yè)不同物種基因組的大小與長(zhǎng)度Lamda噬菌體48.6kb,17微米大腸桿菌4,000kb,1.56mm釀酒酵母13,500kb,4.6mm果蠅165,000kb,56mm人2,900,000kb,990mmLamdaPhage第7頁(yè)/共43頁(yè)

理論意義

酵母—第一次揭示真核生物全基因組。

已大致確定：5885個(gè)編碼蛋白基因

140個(gè)rRNA基因

40個(gè)SnRNA

275個(gè)tRNA基因

實(shí)踐意義

病源微生物——病理機(jī)制

藥物、疫苗第8頁(yè)/共43頁(yè)(3)DNA測(cè)序技術(shù)飛速提高1998.5.9Venter等宣布，組建商業(yè)公司，投入3億美元，3年內(nèi)完成接著若干家公司成立，總共投入資金幾十億美元“公”“私”并進(jìn)格局第9頁(yè)/共43頁(yè)1999

破譯出人類第22號(hào)染色體的遺傳密碼。2000

完成了人類第21號(hào)染色體的測(cè)序。預(yù)計(jì)從原定的2003年6月提前到2001年6月完成。2000年6月26日美，英,日，德，法，中六國(guó)共同宣布人類基因組工作草圖繪制成功。第10頁(yè)/共43頁(yè)2000年3月塞萊拉公司宣布完成了果蠅的基因組測(cè)序。12月14日英美等國(guó)科學(xué)家宣布繪出擬南芥基因組的完整圖譜。這是人類首次全部破譯一種植物的基因序列。第11頁(yè)/共43頁(yè)2001年:1、2月，HGP和美國(guó)塞萊拉（Sequencing）公司將各自測(cè)定的人類基因組工作框架圖分別發(fā)表在Nature和Science上，這表明人類基因組計(jì)劃（HGP）進(jìn)入了一個(gè)展新的階段。第12頁(yè)/共43頁(yè)

人類基因組計(jì)劃February2001,TheHGPconsortiumpublishesitsworkingdraftinNature(15February),andCelerapublishesitsdraftinScience(16February).第13頁(yè)/共43頁(yè)DAN測(cè)序膠圖第14頁(yè)/共43頁(yè)DNA測(cè)序峰形圖第15頁(yè)/共43頁(yè)第16頁(yè)/共43頁(yè)第17頁(yè)/共43頁(yè)第18頁(yè)/共43頁(yè)第19頁(yè)/共43頁(yè)2003年4月14日美，英

日，德，法，中六國(guó)科學(xué)家完成了人類基因組序列圖的繪制，實(shí)現(xiàn)了人類基因組計(jì)劃的所有目標(biāo)。第20頁(yè)/共43頁(yè)2003年人類表觀基因組計(jì)劃(HumanEpigenomeProject)于10月7日正式啟動(dòng)。這是世界上首項(xiàng)針對(duì)控制人類基因“開(kāi)”和“關(guān)”的主要化學(xué)變化進(jìn)行的圖譜繪制工作，它將幫助科學(xué)家建立人類遺傳與疾病之間的關(guān)鍵聯(lián)系。第21頁(yè)/共43頁(yè)2004年10月國(guó)際人類基因組計(jì)劃合作組織在《Nature》雜志上宣布誤差小于10萬(wàn)分之一的人類基因組完成圖已成功繪就。已將原來(lái)15萬(wàn)個(gè)“缺隙”減少到341個(gè)。完成圖顯示人類基因組只含有2～2.5萬(wàn)個(gè)基因，比原來(lái)的估計(jì)要少。第22頁(yè)/共43頁(yè)

3、對(duì)人基因組計(jì)劃的質(zhì)疑

花這樣大力氣集中做一件事

是否值得？

是否沖擊了生命科學(xué)其他重要問(wèn)題的

研究？第23頁(yè)/共43頁(yè)目前估計(jì)，3x109bp中僅5％編碼蛋白質(zhì)

95％不編碼蛋白質(zhì)返回第24頁(yè)/共43頁(yè)4、HGP帶來(lái)的深遠(yuǎn)影響1）推動(dòng)醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)的飛躍發(fā)展2）開(kāi)拓新學(xué)科領(lǐng)域3）商機(jī)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題4）對(duì)社會(huì)倫理的沖擊第25頁(yè)/共43頁(yè)1）推動(dòng)醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)的飛躍發(fā)展新藥開(kāi)發(fā)藥物靶基因個(gè)性化給藥藥物遺傳學(xué)兒童急性淋巴細(xì)胞白血病6-巰基嘌呤Rightdrug-rightdose-rightperson

司法審判DNA測(cè)試被用在罪犯管制第26頁(yè)/共43頁(yè)在法庭上可用RFLP于謀殺案取證返回第27頁(yè)/共43頁(yè)2）推動(dòng)新學(xué)科興起

生物信息學(xué)Bioinformatics

基因組學(xué)Genomics

蛋白質(zhì)組學(xué)Proteomics第28頁(yè)/共43頁(yè)蛋白質(zhì)組學(xué)內(nèi)容（1）發(fā)現(xiàn)新蛋白，尋找約3萬(wàn)多個(gè)編碼基因（2）按照氨基酸序列、空間結(jié)構(gòu)把蛋白質(zhì)歸納為若干家族（3）研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能（4）研究蛋白質(zhì)組與細(xì)胞/個(gè)體生理狀態(tài)的聯(lián)系第29頁(yè)/共43頁(yè)3）商機(jī)世界級(jí)大公司正投入生物技術(shù)領(lǐng)域

Ciba-Geigy和Sandoz兩大公司聯(lián)合組成

Novartis

成為世界上最大的聯(lián)合體資產(chǎn)超過(guò)1000億美元

開(kāi)發(fā)新藥基因玉米

第30頁(yè)/共43頁(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題2000.6.26美、英、日、法、德各國(guó)官員紛紛表示，希望全世界能共享人類基因組研究成果但是，商業(yè)公司的參與帶來(lái)了兩個(gè)后果（1）推動(dòng)HGP進(jìn)展（2）尋求利潤(rùn)紅血球生成素（EP）Amgen公司

199813.6億美元2000年34億美元第31頁(yè)/共43頁(yè)4）對(duì)社會(huì)倫理的沖擊

隨著HGP的進(jìn)展，在不久的將來(lái)技術(shù)上有可能

為每個(gè)人提供基因檔案第32頁(yè)/共43頁(yè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）疾病治療（2）生涯規(guī)劃

缺點(diǎn)：隱私問(wèn)題和公正問(wèn)題

遺傳上有缺陷的人被打成新的下等公民第33頁(yè)/共43頁(yè)2002

中國(guó)楊煥明等在《Science》發(fā)表了水稻全基因組框架序列圖基因總數(shù)：46022~55615，約為人類的2倍；其中10,000個(gè)基因的功能已確定；水稻的“垃圾”序列多位于基因外，人類的“垃圾”序列多位于基因內(nèi)；第34頁(yè)/共43頁(yè)楊煥明博士第35頁(yè)/共43頁(yè)2002年，英、美、德等國(guó)的上百位科學(xué)家12月5日在英國(guó)《Nature》雜志上聯(lián)合宣布他們成功破譯了小鼠的基因組。第36頁(yè)/共43頁(yè)

水稻第四號(hào)染色體測(cè)序?qū)＜夜ぷ鹘M組長(zhǎng)、中科院國(guó)家基因研究中心韓斌博士第37頁(yè)/共43頁(yè)中、美、日、法等10個(gè)國(guó)家和地區(qū)的科學(xué)家于2005年8月11日在（Nature）雜志發(fā)表了水稻基因組“精細(xì)圖”，覆蓋率達(dá)95.3％，國(guó)對(duì)國(guó)際水稻基因組計(jì)劃的貢獻(xiàn)率達(dá)20％。共定位了37,500個(gè)基因，還率先在動(dòng)植物中完成了對(duì)著絲粒的測(cè)序。第38頁(yè)/共43頁(yè)

中國(guó)家蠶基因組計(jì)劃項(xiàng)目主持人、中國(guó)工程院院士向仲懷

中國(guó)家蠶基因組計(jì)劃主要攻關(guān)專家，西南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授夏慶友正在做測(cè)試。第39頁(yè)/共43頁(yè)由美國(guó)、以色列、德國(guó)、意大利和西班牙的67名科學(xué)家組成的國(guó)際黑猩猩基因測(cè)序與分析聯(lián)盟初步完成了黑猩猩基因組序列草