人類基因組計劃

人類基因組計劃HGP(HumanGenomeProjects)1、HGP簡介1985年率先提出、于1990國、德國、日本和我國科學(xué)家共同參與了這一價值達30億美元的人類基因組計劃。這一計劃旨在為30多億個堿基對構(gòu)成的人類基因組精確測序，發(fā)現(xiàn)所有人類基因并搞清其在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息。諾貝爾獎獲得者RenatoDulbecco于1986年發(fā)表短文 《腫瘤研究的轉(zhuǎn)折點：人類基因組Science,231:105－105?！瓘哪膫€人類腫瘤研究將因?qū)Α笔裁词腔蚪M(Genome)基因組就是一個物種中所有基因的整體組成人類基因組有兩層意義：—— 遺傳信息—— 遺傳物質(zhì)從整體水平研究基因的存在、基因的結(jié)構(gòu)與功能、基因之間的相互關(guān)系。人類染色體HGP的誕生198412UtahAlta,WhiteR受美國能源部的委托，主持召開了一個小型會議，討論DNA重組技術(shù)的發(fā)展及測定人類整個基因組的DNA序列的意義。19856人類基因組計劃的初步草案。19866月，在新墨西哥州討論了這一計劃的可行性。隨后美國能源部宣布實施這一草案。1987年初，美國能源部與國家醫(yī)學(xué)研究院人類基因組計劃550萬美元，1987年總額近1.66億美元。同時，美國開始籌建人類基因組計劃實驗室。1989年美國成立國家人類基因組研究中心。諾貝爾獎金獲得者J.Waston出任第一任主任。19905人類基因組計劃1011530億美元，進行對人類全基因組的分析。HGP誕生過程中的質(zhì)疑計劃的必要性問題計劃的現(xiàn)實性問題科學(xué)研究領(lǐng)域的選擇問題為什么不選擇基因組小的或有經(jīng)濟意義的生物認為?°制圖?±是在沙漠里建公路，?°測序?±是把?°垃圾?±分類，選擇?°模式動物?±是拼湊?°諾亞方舟?±。2、HGP的主要任務(wù)物理圖譜-路標(biāo)與路軌物理圖譜是指有關(guān)構(gòu)成基因組的全部基因的排列和間距的信息，它是通過對構(gòu)成基因組的DNA分子進行測定而繪制的。繪制物理圖譜的目的是把有關(guān)基因的遺傳信息及其在每條染色體上的相對位置線性而系統(tǒng)地排列出來。敲碎基因組，分析研究內(nèi)容所處的染色體位置基因轉(zhuǎn)錄圖譜-生命的樂譜轉(zhuǎn)錄圖譜是在識別基因組所包含的蛋白質(zhì)編碼序列的基礎(chǔ)上繪制的結(jié)合有關(guān)基因序列表達模式等信息的圖譜。序列圖譜-重中之重DNA序列分析技術(shù)是一個包括制備DNA片段化及堿基分析、DNA信息翻譯的多階段的過程。通過測序得到基因組的序列圖譜大規(guī)模基因組測序運用計算機軟件進行序列拼接模式生物體的研究通過對進化不同階段的生物體基因組序列的比較，發(fā)現(xiàn)基因組結(jié)構(gòu)組成和功能調(diào)節(jié)的規(guī)律。3、HGP對人類的重要意義HGP對醫(yī)學(xué)的影響–發(fā)現(xiàn)新的致病基因–發(fā)展一些復(fù)雜疾病的早期基因診斷方法，如“腫瘤基因組解剖計劃”–通過基因治療解決傳統(tǒng)方法無法解決的疑難雜癥–疾病易感基因的識別及對風(fēng)險人群進行生活方式、環(huán)境因子的干預(yù)–人類基因組多樣性與個體化醫(yī)學(xué)所有的疾病，都可以說是基因病“基因病”概念：–基因相關(guān)論：所有疾病都與人類基因有關(guān)；–基因修飾論：所有藥物都是通過修飾基因本身結(jié)構(gòu)、改變基因的表達調(diào)控、影響基因產(chǎn)物的功能而起作用的；基因的外調(diào)性；基因的多態(tài)性。人類疾病相關(guān)的基因是人類基因組中結(jié)構(gòu)和功能完整性至關(guān)重要的信息。單基因?。憾ㄎ豢寺『偷纫淮笈鷨位蜻z傳病致病基因的發(fā)現(xiàn)，為這些疾病的基因診斷和基因治療奠定了基礎(chǔ)。多基因疾?。盒难芗膊?、腫瘤、糖尿病、神經(jīng)精神類疾病（老年性癡呆、精神分裂癥）、自身免疫性疾病，是目前疾病基因研究的重點。1997年相繼提出了："腫瘤基因組解剖計劃"“環(huán)境基因組學(xué)計劃"HGP對生物技術(shù)的影響–基因工程藥物：分泌蛋白（多肽激素，生長因子，趨化因子，凝血和抗凝血因子等）及其受體；–診斷和研究試劑產(chǎn)業(yè)：基因和抗體試劑盒、診斷和研究用生物芯片、疾病和篩藥模型；–對細胞、胚胎、組織工程的推動：胚胎和成年期干細胞、克隆技術(shù)、器官再造。HGP對制藥業(yè)的影響–篩選新藥和藥物的靶點，分析藥理過程；–進行藥物設(shè)計，對基因蛋白產(chǎn)物的高級結(jié)構(gòu)分析、預(yù)測、模擬藥物作用“口袋”–個體化的藥物治療：藥物基因組學(xué)HGP對社會經(jīng)濟的重要影響–生物產(chǎn)業(yè)與信息產(chǎn)業(yè)是一個國家的兩大經(jīng)濟支柱–發(fā)現(xiàn)新功能基因的社會和經(jīng)濟效益–轉(zhuǎn)基因食品–轉(zhuǎn)基因藥物（如減肥藥，增高藥）生物的進化史，都刻寫在各基因組的“天書”上–草履蟲是人的親戚——13億年；–人是由300～400萬年前的一種猴子進化來的；–人類第一次“走出非洲”——200萬年的古猿；–人類的“夏娃”來自于非洲，距今20萬年——第二次“走出非洲”？HGP帶來的負面作用侏羅紀(jì)公園不只是科幻故事種族選擇性滅絕性生物武器基因?qū)＠麘?zhàn)基因資源的掠奪戰(zhàn)基因與個人隱私4、HGP進展與未來20032001年完成的人類基因2000626。后基因組計劃，即功能基因組計劃的開始。人類單倍體基因組5、我國對人類基因組計劃的貢獻1994年，我國HGP863和重大疾病相關(guān)基因的定位、克隆、結(jié)構(gòu)和功能研究”；1998年在國家科技部的領(lǐng)導(dǎo)和牽線下，1998年在上海成立了南方基因中心；1999年在北京成立了北方人類基因組中心；19997330Mb1％。國際人類基因組人類基因組1%測序計劃199991日：國際公共領(lǐng)域測序計劃接納中國，楊煥明教授領(lǐng)回任務(wù)；19991112“863”“參加國際人類基因組計劃并完成1%基因組測序工作”專家討論會，決定“863”30001000萬元；19991129款通知，中科院同時下達專項經(jīng)費。遺傳病基因克隆重大突破7、基因組相關(guān)的倫理學(xué)問題有關(guān)問題“”VS ”基因有無好壞之分？致病基因” VS “必備基因”致病基因攜帶者都是病人嗎？能不能用于優(yōu)生？這涉及種族問題隱私問題HGP倫理、法律和社會影響研究利用和解釋遺傳信息時如何保護隱私和達到公正？如何處理知情同意等問題？如何保護隱私？原則防止遺傳歧視”保護個人和家庭基因隱私基因?qū)＠麊栴}DNA序列數(shù)據(jù)的自由共享DNA序列是全人類的共同遺產(chǎn)，應(yīng)該由全人類所共享；（24小時內(nèi)釋放序列數(shù)據(jù)）基因?qū)＠掳l(fā)現(xiàn)的基因是否可以申請專利？–被發(fā)現(xiàn)的基因序列，一旦經(jīng)過分離或者純化后就成為一種新產(chǎn)品–各國政府和主流科學(xué)界觀點基因?qū)＠麩岢币雅d起8、HGP對生物信息學(xué)提出挑戰(zhàn)隨著實驗數(shù)據(jù)和可利用信息急劇增加，信息的管理和分析成為HGP人類基因組多態(tài)性及其應(yīng)用人類基因組多樣性計劃總目標(biāo)使用新技術(shù)研究基因組的遺傳學(xué)，并結(jié)合歷史學(xué)、考古學(xué)和語言學(xué)等準(zhǔn)確地定義世界上不同人群的起源。意義：理解人類的進化史理解群體和個體間疾病易感性和其他生物學(xué)性狀差異的遺傳學(xué)基礎(chǔ)發(fā)展基于群體和個體遺傳學(xué)特點的醫(yī)學(xué)反對種族主義，維護世界和平DNA多態(tài)性微衛(wèi)星多態(tài)性遺傳信息變異是所有基因組的共同特征。不同個體、群體在疾病易感性、對環(huán)境理、化、生、是單核苷酸多態(tài)性SN。SNP3百萬－1人類遺傳多態(tài)性的意義與性狀相關(guān)；與疾病相關(guān)，可用于預(yù)測發(fā)病風(fēng)險；個體醫(yī)學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)；可作為遺傳標(biāo)志，用于疾病連鎖診斷；作為個人身份識別標(biāo)識用于法醫(yī)學(xué)。藥物基因組學(xué)遺傳性狀遺傳多態(tài)性在身份識別方面的應(yīng)用公安司法系統(tǒng)罪犯及受害人的身份識別及親子鑒定；部隊——傷亡士兵的身份識別；保安——DNA身份證，用于人員識別；我國人類基因組學(xué)研究中華民族的人群56個民族（漢族和55個正式確定的少數(shù)民族）203種語言，源于6個不同的語系（漢－藏、苗－瑤、侗傣、阿爾泰、南亞、南島）93.6%，少數(shù)民族大多數(shù)居住于邊疆地區(qū)中國人群的遺傳學(xué)關(guān)系可能起源于東南亞、而東亞現(xiàn)代智人與其他各大洲現(xiàn)代人群都起源于10－20萬年前的群體的觀點。人類基因組芯片(美國總統(tǒng)克林頓在1998年10月對全國的演講中指出:“未來十二年,基因芯片將為我們一生中的疾病預(yù)防指點迷津”。轉(zhuǎn)基因食品及其安全性轉(zhuǎn)基因食品(GeneticallyModifiedFoods,GMF)指利用分子生物學(xué)手段，將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其它生物物種上，使其出現(xiàn)原物種不具有的性狀或產(chǎn)物，以轉(zhuǎn)基因生物為原料加工生產(chǎn)的食品就是轉(zhuǎn)基因食品。1983年世界上最早的轉(zhuǎn)基因作物--煙草誕生1994年延熟保鮮轉(zhuǎn)基因西紅柿在美國被批準(zhǔn)上市1999年中國水稻研究所研制的轉(zhuǎn)基因雜交水稻通過了專家鑒定199912399072%聯(lián)合國《生物安全議定書》2000129156個國家政府代表團和數(shù)十個相關(guān)國際組織的1500員、專家和觀察員出席會議2000年8月8日中國簽署該《議定書》2001年6月4日簽署截止日時，共有103個國家簽署《議定書》2004年2月23-27日第一次締約方會議2005年5月18日國務(wù)院核準(zhǔn)《議定書》，意味著中國成為《議定書》的第120個締約方2005年5月30日至6月3日第二次締約方會議《議定書》明確賦予各國公眾對轉(zhuǎn)基因食品的知情權(quán)和選擇權(quán)。在歐美、日本等許多發(fā)達國家的超市，轉(zhuǎn)基因食品的成分、原料、產(chǎn)地等，標(biāo)識得非常清楚、詳細，一目了然，讓消費者自由選擇2001年5月中國政府頒布《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全條例》20033203求對大豆、玉米、油菜類轉(zhuǎn)基因食品必須進行轉(zhuǎn)基因標(biāo)識，否則不得進口和銷售200912準(zhǔn)清單上2010年1月11日“轉(zhuǎn)基因”定為中國農(nóng)科院2010年要重點抓好的兩個重大專項之一GMC在全球市場的價值1995年 0.75億美元1996年 2.35億美元1997年 6.70億美元2000年 30億美元2004年 47.0億美元2005年 預(yù)計超過50億美元2010年 可望增至200億美元3、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的不利影響1998到破壞；19995蟲死亡；1989150037人死亡。1998年8月，英國羅威特研究所發(fā)現(xiàn)老鼠食用轉(zhuǎn)基因土豆后免疫系統(tǒng)受到破壞。2000年德國耶拿大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)，用轉(zhuǎn)基因玉米制成飼料喂養(yǎng)雞群，結(jié)果雞肉里存在玉米的變異基因片段。進一步研究認為，基因可能通過食物鏈在不同物種之間轉(zhuǎn)移。BT蛋白可以引起機體產(chǎn)生IgE引發(fā)I型超敏反應(yīng)，導(dǎo)致蕁麻疹和哮喘發(fā)作等等。長期攝入可造成肝、腎細胞空泡化，腎血管上皮細胞變性，等肝腎功能損害。轉(zhuǎn)基因玉米影響生育，德國禁止種植有爭議的轉(zhuǎn)基因玉米。我國轉(zhuǎn)基因食品的安全狀況市場上隨處可見轉(zhuǎn)基因食品民眾對轉(zhuǎn)基因食品的安全性不了解，不關(guān)注國外大量的轉(zhuǎn)基因食品傾銷到國內(nèi)市場中國人成為世界轉(zhuǎn)基因食品的安全性檢驗的試驗品美國情況美國93%的大豆都是轉(zhuǎn)基因、玉米86%是轉(zhuǎn)基因。美國市場上所有的新鮮蔬菜和水果，基本都沒有被轉(zhuǎn)基因美國目前將轉(zhuǎn)基因食物都盡可能在向落后國家‘轉(zhuǎn)’移?！绹鴩鴥?nèi)的轉(zhuǎn)基因食物正愈來愈減少中國的公眾了解轉(zhuǎn)基因的應(yīng)用嗎？2007年人民網(wǎng)調(diào)查，97%的消費者不考慮這一問題。20104一知半解和完全不知。20127月，中國科學(xué)院農(nóng)業(yè)政策研究中心一項調(diào)查表明，當(dāng)前接受轉(zhuǎn)基因食品的消費者比例呈現(xiàn)降低趨勢，其主要原因是目前較多的負面消息。中國的公眾了解轉(zhuǎn)基因的應(yīng)用嗎？公眾雖然有希望參與“轉(zhuǎn)基因商用”法通過客觀理性的認知作出判斷。恐懼和懷疑的本質(zhì)，是對不可知的或無法預(yù)測的事物的極端化思考。因陌生而畏懼。迄今為止，科學(xué)研究沒有提供有力的證據(jù)，證明轉(zhuǎn)基因食品對人類健康的長期影響是否安全。因此，我們?nèi)匀粚ζ錆撛诘摹㈤L期的影響心存擔(dān)憂；同時就轉(zhuǎn)基因食品的影響來說，也不能排除因個體差異而有所不同的情況，因此不能認為轉(zhuǎn)基因食品對人類健康的安全問題今后不會發(fā)”吃轉(zhuǎn)基因木瓜可能致耐藥性2008年，對北京、上海、廣州三地超市里抽樣檢測海南種轉(zhuǎn)基因木瓜的結(jié)果顯示，樣品不僅這些轉(zhuǎn)基因木瓜竟是海南果農(nóng)違反國家相關(guān)規(guī)定種植的！轉(zhuǎn)基因木瓜幾乎全部含有兩種抗生素抗性基因：卡那霉素抗性基因（nptII）和四環(huán)素抗性基因（tet，他們分別對卡那霉素和四環(huán)素這兩種人使用的抗生素具有耐藥性。吃轉(zhuǎn)基因木瓜可能致耐藥性聯(lián)合國糧食和農(nóng)業(yè)組織和世界衛(wèi)生組織(WHO)58條指出：“”歐盟從2004年起禁止使用耐抗生素標(biāo)記的基因。2007年，世衛(wèi)組織根據(jù)藥用重要性將卡那霉素、新霉素和四環(huán)素列為第二級別，為重要類抗生素，意味著卡那霉素抗性基因、四環(huán)素抗性基因等這類抗生素抗性基因不應(yīng)在食品中出現(xiàn)。4、轉(zhuǎn)基因食品不是洪水猛獸。今后尚需進行更有力的安全性測試。成危害。不過，關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品對環(huán)境的長期影響問題，科學(xué)家分歧較大。３、必須加強管理，增加透明度。應(yīng)擴大檢查環(huán)境危害的國際論壇。各國對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品采取的措施轉(zhuǎn)基因可能有五大負面影響1因作物中病毒基因有可能與侵染該植物的其他病毒重組，產(chǎn)生新病毒或超級病毒。2成更大的危害。3雜草變成超級雜草，嚴(yán)重威脅其他作物的正常生長和生存，加重生物多樣性的喪失?！稗D(zhuǎn)基因”可能有五大負面影響4過改變物種間的競爭關(guān)系，破壞原有自然生態(tài)平衡；轉(zhuǎn)基因微生物與其他生物交換遺傳物質(zhì)，可能產(chǎn)生新的有害生物或增強有害生物的危害性，甚至引起疾病的流行。5用和過敏反應(yīng)。例如，轉(zhuǎn)基因生物體中使用的抗生素標(biāo)記基因，如果進入人體，也可能使人體對很多抗生素產(chǎn)生抗性。國外已有兒童飲用轉(zhuǎn)基因大豆豆?jié){產(chǎn)生過敏反應(yīng)的報道。而這些影響往往在短期內(nèi)無法被監(jiān)測和確定，需要很長時間才能表現(xiàn)出來。GMC對生態(tài)環(huán)境的可能影響具有除草劑耐性因子的轉(zhuǎn)基因作物的遺傳因子可能通過授粉和種子遷移傳播給野生植超級雜草。為了清除這些雜草殘留等從而對生態(tài)環(huán)境造成破壞。標(biāo)記基因的傳遞可能引起的抗生素耐性基因工程技術(shù)中應(yīng)用的標(biāo)記基因通常是一類抗生素基因,人們擔(dān)心食用含有此類標(biāo)記基因的食品后,是否對腸道微生物產(chǎn)生影響或者抗生素類藥物產(chǎn)生耐藥性。轉(zhuǎn)基因食品引起食物過敏的可能性轉(zhuǎn)基因食品引起食物過敏的可能性是人們關(guān)注的焦點之一。特別是如果轉(zhuǎn)基因食品轉(zhuǎn)入的蛋白質(zhì)是新蛋白時,這些異種蛋白有可能引起食物過敏。毒性方面許多食品原料生物本身會產(chǎn)生大量的毒性物質(zhì)，如蛋白酶抑制劑、溶血劑和神經(jīng)毒素等，GMC中是否有毒素以及毒素的含量就成為爭議的重要內(nèi)容之一。5.倫理方面許多民族都有其獨特的飲食習(xí)慣和制約，某些宗教團體禁止食用的動物基因轉(zhuǎn)入他們通常食用的動物中（如將豬的基因轉(zhuǎn)入綿羊中）,這可能觸犯某些民族的飲食戒律;另外將動物基因轉(zhuǎn)入植物中可能使素食者感到困惑。轉(zhuǎn)基因食品到底安不安全五.GMF管理現(xiàn)狀國際組織1993年“實質(zhì)等同”原則國際經(jīng)濟互助開發(fā)組織(OECD)提出2000年《卡塔赫納生物安全協(xié)定書》,62個國家簽署2001年《生物安全議定書》,130多個國家簽署2003年《生物技術(shù)食品的風(fēng)險評估草案》,226個國家歡迎2004年FAO頒布《植物生物風(fēng)險防范綱要》,約130個國家已經(jīng)采納了這個獨特的轉(zhuǎn)基因生物風(fēng)險評估標(biāo)準(zhǔn)。美國GMO(FDA)(USDA)和環(huán)境保護局(EPA)31個或1個以上的部門批準(zhǔn)。FDA負責(zé)審批所有食品的安全性,并要求生產(chǎn)廠家保證上市食品的安全和質(zhì)量,轉(zhuǎn)基因品種上市前必須經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗和監(jiān)督。轉(zhuǎn)基因食品上市前必須經(jīng)過檢驗并用商標(biāo)注明。USDAEPAEPA負責(zé)審批檢驗抗病蟲害農(nóng)作物和動物