人類基因組計劃課件

人類基因組計劃（HGP）3人類基因組計劃于20世紀(jì)80年代提出，由國際合作組織包括有美、英、日、中、德、法等國參加進(jìn)行了人體基因作圖，測定人體23對染色體由3×109核苷酸組成的全部DNA序列，于2000年完成了人類基因組“工作框架圖”。2001年公布了人類基因組圖譜及初步分析結(jié)果。其研究內(nèi)容還包括創(chuàng)建計算機(jī)分析管理系統(tǒng)，檢驗(yàn)相關(guān)的倫理、法律及社會問題，進(jìn)而通過轉(zhuǎn)錄物組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)等相關(guān)技術(shù)對基因表達(dá)譜、基因突變進(jìn)行分析，可獲得與疾病相關(guān)基因的信息。人類基因組計劃與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅計劃并稱為三大科學(xué)計劃。概況最初目標(biāo)最初目標(biāo)通過國際合作，用15年時間(1990～2005)至少投入30億美元，構(gòu)建詳細(xì)的人類基因組遺傳圖和物理圖，確定人類DNA的全部核苷酸序列，定位約10萬基因，并對其它生物進(jìn)行類似研究。6HGP包括：DNA序列圖前計劃和DNA序列圖計劃。序列圖前計劃：遺傳圖物理圖序列圖轉(zhuǎn)錄圖又稱連鎖圖譜(linkagemap)，它是以具有遺傳多態(tài)性的遺傳標(biāo)記為“路標(biāo)”，以遺傳學(xué)距離為圖距的基因組圖。遺傳圖譜的建立為基因識別和完成基因定位創(chuàng)造了條件。

第1代標(biāo)記第2代標(biāo)記第3代標(biāo)記遺傳圖譜9序列圖譜隨著遺傳圖譜和物理圖譜的完成，測序就成為重中之重的工作。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)模測序基本策略逐個克隆法全基因組鳥槍法10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、位置及表達(dá)模式等信息的圖譜。在人類基因組中鑒別出占具2%~5%長度的全部基因的位置、結(jié)構(gòu)與功能，最主要的方法是通過基因的表達(dá)產(chǎn)物mRNA反追到染色體的位置。轉(zhuǎn)錄圖譜111990年10月，美國政府正式啟動，預(yù)期在2005年完成人類基因組全部序列的測定；1993年年美國國立衛(wèi)生研究院和能源部修改了其五年計劃的指標(biāo)；1994年遺傳圖譜傳圖的五年計劃提前完成；1995年人第3、11、12和22號染色體的中等精度的圖譜公布；人第16、19號染色體的高分辨率物理圖譜分別完成。英國、日本、法國、德國的科學(xué)家先后加盟，遂擴(kuò)展成國際性合作計劃；1996年舉行了國際合作的人類基因組大規(guī)模測序戰(zhàn)略會議；1997年美國國立衛(wèi)生研究院成立國家人類基因組研究所(NHGRI)；1998年美國國立衛(wèi)生研究院與能源部提出新的五年計劃(1998-2003)，旨在2003年底前完成整個人類基因組的測序，將在2001年底前產(chǎn)生人類基因組序列的工作草圖。研究進(jìn)展1999年7月，中國科學(xué)院遺傳研究所人類基因組中心在國際人類基因組組織注冊成功，負(fù)責(zé)測定全部序列的1%；1999年12月國際基因組計劃聯(lián)合小組宣布，已完整譯出人第22號染色體的遺傳密碼；2000年4月美國塞萊拉(Celera)基因研究公司宣布，該公司已破譯出一名實(shí)驗(yàn)者的完整遺傳密碼；2000年5月，德國與日本科學(xué)家合作完成了人第21號染色體的基因測序工作；2000年5月，提前完成了人類基因組的工作草圖；2001年2月，工作草圖的具體序列信息、測序所采用的方法以及序列的分析結(jié)果被國際人類基因組測序聯(lián)盟和塞雷拉基因組的科學(xué)家分別公開發(fā)表于《自然》與《科學(xué)》雜志。這一工作草圖覆蓋了基因組序列的83％，包括常染色質(zhì)區(qū)域的90％。研究進(jìn)展2023/4/8我國人類基因組研究工作的進(jìn)展我國已建立了多民族人群的DNA樣品庫，并與世界其他人群進(jìn)行了比較。疾病基因的研究也取得了可喜的進(jìn)展，克隆了遺傳性高頻耳聾的致病基因，定位了若干單基因疾病的染色體位點(diǎn)。在白血病和某些實(shí)體腫瘤相關(guān)基因的結(jié)構(gòu)，功能研究方面也取得重大突破，已獲得EST(表達(dá)序列標(biāo)簽)10多萬條，克隆了1000條以上新基因的全長cDNA。1、HGP對人類疾病基因研究的貢獻(xiàn)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。對于單基因病，采用“定位克隆”和“定位候選克隆”的全新思路，導(dǎo)致了亨廷頓舞蹈病、遺傳性結(jié)腸癌和乳腺癌等一大批單基因遺傳病致病基因的發(fā)現(xiàn)，為這些疾病的基因診斷和基因治療奠定了基礎(chǔ)。對于心血管疾病、腫瘤、糖尿病、神經(jīng)精神類疾?。ɡ夏晷园V呆、精神分裂癥）、自身免疫性疾病等多基因疾病是目前疾病基因研究的重點(diǎn)。健康相關(guān)研究是HGP的重要組成部分，1997年相繼提出：“腫瘤基因組解剖計劃”“環(huán)境基因組學(xué)計劃”。研究意義2、HGP對生物技術(shù)的貢獻(xiàn)（1）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。（2）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。（3）對細(xì)胞、胚胎、組織工程的推動：胚胎和成年期干細(xì)胞、克隆技術(shù)、器官再造。3、HGP對醫(yī)學(xué)的貢獻(xiàn)基因診斷、基因治療和基于基因組知識的治療、基于基因組信息的疾病預(yù)防、疾病易感基因的識別、風(fēng)險人群生活方式、環(huán)境因子的干預(yù)。研究意義4、HGP對制藥工業(yè)的貢獻(xiàn)篩選藥物的靶點(diǎn)：與組合化學(xué)和天然化合物分離技術(shù)結(jié)合，建立高通量的受體、酶結(jié)合試驗(yàn)以知識為基礎(chǔ)的藥物設(shè)計：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)。5、HGP對社會經(jīng)濟(jì)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(jì)支柱；發(fā)現(xiàn)新功能基因的社會和經(jīng)濟(jì)效益；轉(zhuǎn)基因食品；轉(zhuǎn)基因藥物（如減肥藥，增高藥）6、HGP對生物進(jìn)化研究的影響生物的進(jìn)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(jìn)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”？研究意義21章波,王燕.人類基因研究報告,2006,12崔亞麗.人類基因組計劃及其意義[J]，中學(xué)生物教學(xué),2001,4李建會.人類基因組研究的價值和社會倫理問題[J]，自然辯證法研究所，2001，17:24-27.陳竺，黃薇等