2020年中国的生命科学（基因组篇）

　　

生物通报道，以10年作为一个周期展望未来正在流行，正值2010年，21世纪的头10年刚过去，这10年中国不仅经济取得巨大的发展，生命科学也精彩无比，然而这只是生命科学精彩序幕的开始，更精彩的演绎且看下个10年。

 

2020年中国的生命科学系列文章已经发布了3篇，分别是

2020年中国的生命科学世界（学术篇）

2020年中国的生命科学（癌症篇）

2020年中国的生命科学（干细胞篇）。

 

本篇继续这个话题，探索基因组学。

 

人类基因组计划、人体微生物基因组计划、癌症基因组计划……令人应接不暇！

 

人类基因组计划

人类基因组计划于1990年正式启动，其核心内容是测定人基因组的全部DNA序列，从而获得人类自身最重要的遗传信息，实现人类对自身认识的一次最重大飞跃。

 

1999年6月26日，该中心正式提出加入国际“人类基因组计划”的申请，7月在国际人类基因组注册。9月国际“人类基因组计划”协作组公布中国正式加入国际“人类基因组计划”，继美、英、法、德、日之后，中国成为人类基因组计划的第六个参与国。

 

中国的任务是完成人类3号染色体上约3000万个碱基对的测序任务，该区域约占人类整个基因组的1%。作为1%测序任务的主要承担单位——北京华大基因研究中心于1999年7月14日才正式成立。华大基因研究中心与国家基因组南北方中心密切合作，在短短6个月时间里，走过了国外积累10年的历程，终于在2000年年初完成了1%基因组序列工作框架图。

 

2000年6月26日，参与国际人类基因组计划的美、英、德、日、法、中六国联合宣布，人类基因组工作框架图已经绘制完成，这是人类历史上“值得载入史册的一天”。2001年8月26日，国际“人类基因组计划”中国部分“完成图”提前两年高质量地绘制完成。

 

1%人类基因组测序是我国基因组学研究的新起点。此后，中国科学家承担了国际“人类单体型图计划”10%的任务。2007年10月11日，深圳华大基因研究院又完成了全球第一个中国人的基因组测序，绘制了第一张亚洲人的基因组图，成为用新一代测序技术独立完成的中国人全基因组图谱，实现了跨越发展。2008年，华大基因完成黄种人基因组精细图。

 

癌症基因组计划

癌症基因组计划于2006年8月在美国启动，作为人类基因组计划向医学等实践领域的延伸，癌症基因组计划将运用目前已有的知识、工具和手段，在DNA序列水平上找到与癌症相关的ＤＮＡ变异，然后再运用各种新技术进一步找到致癌的原因。此举将有助于人类真正破解癌症致病的机理。2006年参与癌症基因组计划的仅美国与英国两国。

 

其后，2006年10月16日，中国科技部863计划网站上发布了中国癌症基因组的初步蓝图。2008年4月，中国正式加入国际癌症基因组计划学会。

 

万种微生物基因组计划

2005年“人类基因组计划”完成之后，微生物研究就进入了基因组阶段。有人提出所谓的“后基因组时代”，也就是在人类基因组序列完成之后的时代。

 

2009年，深圳华大基因研究院、华南理工大学、南京工业大学和中国农科院生物技术研究所倡导，以深圳华大基因研究院为核心的“协作组”正式宣布 “万种微生物基因组计划”启动。

 

还有经济作物基因组计划、水产基因组计划、观赏植物基因组计划等等。这些基因组计划将为提高生产、提高人类生活质量做出贡献。

 

中国的2020年

第二代大规模基因组测序技术将测序通量提高了1000倍，为生物学研究带来了革命性的技术突破。在下一个浪潮中，更多物种的基因组会被测出，能更好地解决那些过去困扰生物学家的问题。

Illumina推出全新测序仪- HiSeq 2000点击索取资料

 

截止目前为止，仅登录在美国GenBank数据库中的DNA序列总量已超过上百亿碱基对。在人类基因组计划进行过程中所积累起来的技术和经验，使得其它生物基因组的测序工作可以完成得更快捷。可以预计，今后DNA序列数据的增长将更为惊人。

 

原始的生物信息资源挖掘出来后，生命科学工作者面临着严峻的挑战：数以亿计的ACGT序列中包涵着什么信息？基因组中的这些信息怎样控制有机体的发育？基因组本身又是怎样进化的？

 

相比测序本身，测序后如何从复杂的基因组序列中获得有用的信息变得更为重要。随着基因组计划大面积的推广（不仅中国，全世界的基因组计正在全面进行），生物信息学的将成为下一个10年（2010-2020）最前沿的学科。

 

总而言之，当测序成为家常便饭时，真正有意义的分析是从纷繁的序列数据中探索生命的奥秘，下一个10年（2010-2020）生物信息学显得尤为关键。

（生物通 张欢）

预告：近期生物通将推出哈佛大学顶级生物信息学专家的专访文章，敬请期待！