华中农大教授Science点评基因组计划

　　

生物通报道：来自新加坡基因组学研究院的阮一骏教授早年毕业于华中农业大学，之后赴美留学，并在2002年任新加波基因组学研究院高级学科带头人、副院长，今年阮一骏教授又受聘为华中农业大学“****”专家。阮一骏教授长期从事基因组学研究，在这一领域有自己独到的见解，近期在Science杂志上发表评论性文章“Presenting the Human Genome: Now in 3D!”，描述了人类基因组测序未来的蓝图。

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。总体计划在15年内投入至少30亿美元进行人类全基因组的分析，这一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。2000年6月人类基因组工作草图完成。

今年是人类基因组计划十岁生日，Nature，Science杂志分别进行了专题报道，其中Science杂志邀请了全球相关领域8位顶尖科学家，对这十年的发展进行了点评。

阮一骏教授长期从事基因组学研究，具有在国际企业从事生物技术研发和创建世界知名研究院的经历, 见证、参与并推动了基因组学研究的发展历程，是基因组学研究领域国际知名战略科学家。其研究组近期在染色质的三维结构图谱绘制方面已经取得进展。

据长江商报报道，阮一骏教授认为在未来的5到10年，他们将能够绘制出细胞内人类基因组序列的空间三维图谱，这将有利于探索更多的发现，以及对疾病本质的研究。十年前，基因组序列的线性组合被拼接出来，而近期他所领导的团队在染色质的三维结构图谱绘制方面已经取得进展。越来越多的结构显示，大范围的染色质相互作用在转录调控和基因组排序方面起着非常关键的作用，比如在癌细胞中。

在2001年人类全基因组计划完成后，科学家就试图进行在我们能力范围内的具有重大意义的前沿研究领域，以分析和构建基于人类基因组序列的基因表达图谱和转录因子（一种结构特殊的蛋白质，调控基因的表达）结合位点图谱。为了能够更全面了解在生物体水平上的基因调控机制，我们必须了解更高一层的染色体组织。

另外一个方面，目前也有越来越多的科学家们认识到单独用基因测序来了解人类疾病是不够的，因为一些遗传变异也会和其他致病基因互相反应，在不同病人身上造成完全不同的症状，因此需要更深入的分析，来了解测序结果和对应病症之间的生物相关性。

比如来自美国杜克大学医疗中心的一项新研究发现基因测序虽然重要，但其能解决的问题有限。还必须对病人变异基因的相关功能进行检测，并结合生理学、细胞生物学、生物化学及其他学科，才能透彻而全面掌握疾病相关情况。

研究人员针对一类名为“纤毛运动障碍”的疾病展开了分析，他们对控制纤毛的关键基因TTC21B进行了测序。尽管许多基因变异和人类的两种功能紊乱疾病——肾病和窒息性胸廓发育不良有关，但大部分DNA测序都无法确定是哪种基因变异。研究人员利用斑马鱼模型中测试了这些变异（它们的许多基因都和人类相似），结果发现TTC21B基因对人类纤毛运动障碍的致病变异贡献率约为5%。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Presenting the Human Genome: Now in 3D!

The completion of the human genome sequence in 2001 was, to me, the most important accomplishment in biology. Since then, we have journeyed to the next frontier through significant improvements in our ability to analyze and map gene expression and transcription factor–binding sites in the human genome. We now understand that the genome is far more complex than linear information could explain. Therefore, to fully appreciate the rules by which the genome operates on an organismal level, we have to comprehend higher-order chromosomal organization. To reach that pinnacle, we need first to understand how the genome is spatially organized and how that organization affects basic nuclear and cellular processes. We also need to learn how transcriptional dynamics and epigenomic states affect the topological organization of chromosomes. Exciting progress has been made recently in mapping the three-dimensional (3D) chromatin architecture. Growing evidence suggests that long-range chromatin interactions are crucial for transcriptional regulation and genome rearrangement, for example, in cancer cells. Ten years ago, the linear composition of the genome was spelled out; I anticipate that in the next 5 to 10 years, we will be able to reveal the 3D topographic map of the human genome within cells, which will help us uncover new insights into development, as well as into the basis for disease.

作者简介：

阮一骏，男，华中农业大学“****”专家 　　

1978年至1985年在华中农业大学微生物学专业学习并获得学士和硕士学位 　　
1994年获得美国马里兰大学植物分子生物学专业博士学位 　　
2002年以来任新加波基因组学研究院高级学科带头人、副院长 　　
2011年受聘为华中农业大学“****”专家 　　

长期从事基因组学研究，具有在国际企业从事生物技术研发和创建世界知名研究院的经历, 见证、参与并推动了基因组学研究的发展历程，是基因组学研究领域国际知名战略科学家。他经常应邀在冷泉港（CSHL）、Keystone等国际知名学术大会上作特邀报告，在国际上率先发明了基因组学研究新策略，建立了当今世界最先进的基因组学研究方法体系----全基因组双末端标记测序系统（Paired-End-Tag，简称PET）。8年来，申报人在新加坡国立基因组研究院每年固定研究经费超过1000万美元，并先后获得美国国家卫生研究院（NIH）、美国国防部（DOD）等研究项目经费逾600万美元，发表了40多篇高水平的学术论文，其中Nature（6篇）、Science（1篇）、Cell（2篇）、Nature Genetics（2篇）、Nature Method（1篇）、PNAS（2篇）、PLoS Biology（1篇）、Genome Research （5篇）。