生物技術(shù)與人類健康演示文稿

生物技術(shù)與人類健康演示文稿當(dāng)前第1頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)優(yōu)選生物技術(shù)與人類健康當(dāng)前第2頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)一.人類疾病特征1.遺傳病1902年英國醫(yī)生加洛特(A.Garrod)從家族病史，發(fā)現(xiàn)并研究了第一例遺傳病——尿黑酸癥，并發(fā)現(xiàn)該病由單個隱性基因控制。尤其難得是，加洛特預(yù)測，尿黑酸病病人缺乏一種酶，而正常人有，加洛特把這種遺傳病癥狀稱為“先天性代謝差錯”。

后來的研究證明加洛特的預(yù)見是對的。當(dāng)前第3頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)苯丙氨酸代謝途徑關(guān)系到三種遺傳病當(dāng)前第4頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)迄今已記錄的遺傳病有

3000

多種，找到了200

多個與遺傳病有關(guān)的基因。根據(jù)基因的位置與病癥，把遺傳病分為三類：當(dāng)前第5頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)類型特征病例基因在常染色體(隱性)基因在常染色體(顯性)基因在X染色體只有在父母均攜帶缺陷基因情況下，子女才可能表現(xiàn)病癥。父母一方有病癥，子女出現(xiàn)病癥的概率為50％。

母/女常常是缺陷基因攜帶者。病癥更多出現(xiàn)在兒子身上。苯丙酮尿癥(PKU)

纖維性囊泡化(CF)鐮刀狀貧血癥亨廷頓氏病家族性高膽固醇血癥血友病

紅綠色盲

肌營養(yǎng)不良癥當(dāng)前第6頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)亦是苯丙氨酸代謝紊亂病癥。但是疾病后果的嚴(yán)重程度遠(yuǎn)大于尿黑酸癥。因?yàn)槟X發(fā)育受阻，嚴(yán)重腦力呆滯，智商0～50。苯丙酮尿癥(PKU)是苯丙氨酸代謝途徑中又一種“遺傳病”。也是常染色體隱性遺傳。白化病當(dāng)前第7頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)白化病當(dāng)前第8頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)由于紅血球不正常帶來嚴(yán)重后果。

問題在于血紅蛋白-鏈一個谷氨酸殘基變成了纈氨酸殘基。鐮刀狀貧血癥正常紅血球鐮刀狀紅血球當(dāng)前第9頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)有意思的是在非洲大陸某些地區(qū)鐮刀狀貧血癥發(fā)病率高，攜帶者也多。這些地區(qū)恰恰又是一種惡性瘧疾流行地區(qū)。分析表明，鐮刀狀貧血癥缺陷基因攜帶者比正常人對惡性瘧疾有抗性。惡性瘧疾流行地區(qū)鐮刀狀貧血病基因高頻地區(qū)當(dāng)前第10頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)顯性遺傳病裂手裂足(龍蝦爪手)多指短指軟骨發(fā)育不全當(dāng)前第11頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)正常的手指短指當(dāng)前第12頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)這種病的患者身體內(nèi)，編碼低密度脂蛋白(LDL)受體的基因突變。

LDL受體分布在細(xì)胞表面，功能是把血流中的

LDL

吸收到細(xì)胞中來。LDL受體蛋白失去功能，便形成高膽固醇血癥，進(jìn)一步造成動脈粥樣硬化。家族性高膽固醇血癥當(dāng)前第13頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)正常人輕度病癥嚴(yán)重病癥當(dāng)前第14頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)正常血管動脈粥樣硬化血管當(dāng)前第15頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)患者表現(xiàn)為血凝過程受阻，常常在有傷口時，出血不止。

血凝機(jī)制包括一系列蛋白水解酶活化過程的級聯(lián)反應(yīng)。涉及十個左右凝血因子。其中凝血因子

Ⅷ和Ⅸ位于Ⅹ－染色體上。血友病正是因?yàn)檫@兩個因子之一的基因發(fā)生突變，所以血友病是基因位于X－染色體的隱性基因遺傳病。血友病當(dāng)前第16頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)血友病家族的一個著名的例子是英國維多利亞女王(1819－1901)家族。維多利亞女王身上的血友病缺陷基因—使凝血因子Ⅸ失活—通過皇族通婚，傳遞到普魯士皇室，西班牙王室和俄羅斯王室。當(dāng)前第17頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)英國維多利亞女王及其家族當(dāng)前第18頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)末代沙皇尼古拉二世家庭當(dāng)前第19頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)(1)單基因遺傳病的患者在人群中比例不高。

以上所說的遺傳病都屬于單基因遺傳病。即病因明確地在于一對基因的突變或缺陷。單基因遺傳病的發(fā)病率較低，幾百分之一至幾萬分之一。染色體病

由于染色體畸變，包括染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)改變所致的遺傳病，稱為染色體病。這種疾病已記錄有500多種，其中，性染色體異常占75％，常染色體異常占25％。如：先天愚型病是因?yàn)橛腥龡l21號染色體所致。當(dāng)前第20頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第21頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)先天愚型病患者有獨(dú)特的面部特征當(dāng)前第22頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)經(jīng)過良好的訓(xùn)練,唐氏綜合癥患者也能有幸福和豐富的生活。當(dāng)前第23頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第24頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)有的病受幾對基因控制，這類遺傳病發(fā)病與否，不但取決遺傳，也在很大程度上受環(huán)境影響。

相當(dāng)一部分常見病或多發(fā)病，如：糖尿病、高血壓、神經(jīng)分裂癥、支氣管哮喘等，都屬多基因遺傳病。(2)多基因遺傳病當(dāng)前第25頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)2.感染(傳染)病HIV病毒模式圖當(dāng)前第26頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第27頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)SARS病毒當(dāng)前第28頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)流感病毒(InfluenzaVirus),螺旋對稱，具包膜。當(dāng)前第29頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)HA，血凝素NA，神經(jīng)氨酸酶螺旋對稱核衣殼脂質(zhì)雙層膜多聚酶M1，基質(zhì)蛋白流感病毒的結(jié)構(gòu)當(dāng)前第30頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)血吸蟲的生活史當(dāng)前第31頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)瘧原蟲的生活史當(dāng)前第32頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)錐蟲由昆蟲傳布,寄生在人的腦中使病人昏昏睡死。當(dāng)前第33頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)真菌(霉菌和酵母)

霉菌

皮膚、指甲真菌感染

白假絲酵母鵝口瘡

肺組織胞漿菌病當(dāng)前第34頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)侵蝕牙齒的釉質(zhì)而形成空洞。細(xì)菌附在牙齒表面，產(chǎn)生酸，當(dāng)前第35頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)針尖上的大腸桿菌當(dāng)前第36頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)煙草花葉病毒腺病毒噬菌體皰疹病毒當(dāng)前第37頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)1997香港禽流感1997香港：學(xué)齡兒童因患流感死亡；流感病毒血清型：H5N1，系禽流感；引起恐慌，全體雞鴨遭滅頂之災(zāi)。當(dāng)前第38頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)正在火化病牛以防止“瘋牛病”的傳播當(dāng)前第39頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)二.人類疾病的診斷與治療1.現(xiàn)代分子診斷技術(shù)利用PCR技術(shù)或PCR與分子雜交標(biāo)記相結(jié)合，可以快速準(zhǔn)確地檢測出病原性物質(zhì)。當(dāng)前第40頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)檢測寄生蟲感染診斷方法比較方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)顯微鏡檢查簡單易行，可直接觀察到寄生蟲的形態(tài)速度慢、靈敏度低，對經(jīng)驗(yàn)水平要求高、費(fèi)時、費(fèi)共，無法辨別形態(tài)相似的寄生蟲體外培養(yǎng)、接種能檢測到活的寄生蟲，并可檢測感染性和感染烈度速度慢，花費(fèi)高，寄生蟲可能難以進(jìn)行體外培養(yǎng)，且必須用動物材料抗體檢測簡單、快速、能夠?qū)崿F(xiàn)自動化，可用于檢測大量的樣品無法區(qū)分活體與處于潛伏狀態(tài)的寄生蟲，有時會有非特異性反應(yīng)DNA雜交及PCR快速靈敏，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化，可分辨不同種的寄生蟲，不需要從前有寄生蟲感染病史花費(fèi)高，步驟多，無法區(qū)分活體和死的寄生蟲，有時會有假陽性和假陰性當(dāng)前第41頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)核酸雜交是DNA診斷分析方法的一種，其工作原理是兩條DNA鏈之間通過堿基配對形成氫鍵；理論上講，核酸雜交用來診斷疾病可用于對所有致病微生物的檢測。將單鏈目的DNA結(jié)合在膜上加入探針DNA與目標(biāo)分子共同孵育沖洗掉多余的未結(jié)合探針檢測探針和目標(biāo)DNA形成的雜合分子核酸雜交當(dāng)前第42頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)DNA指紋DNA指紋(DNAFingerprinting)指對待測樣品中的DNA進(jìn)行分析所得到的具有特征性的分子雜交圖譜。DNA樣本酶解為片段電泳放射自顯影DNA

指紋當(dāng)前第43頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)DNA指紋的應(yīng)用-司法鑒定DNA指紋帶型圖在法庭上可用于謀殺案取證當(dāng)前第44頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)被告血樣受害者血樣被告衣服上的血樣DNA指紋的應(yīng)用——司法鑒定當(dāng)前第45頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)√

×

DNA指紋的應(yīng)用——親子鑒定Myfather?當(dāng)前第46頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)2.人類疾病的基因治療遺傳病的根治應(yīng)該是基因治療，但是基因治療的難度很高。

1990年第一例基因治療臨床試驗(yàn)使腺苷酸脫氨酶(ADA)基因進(jìn)入骨髓細(xì)胞，再送回病人體內(nèi)，治療嚴(yán)重綜合免疫缺失癥(SCID)獲得初步效果。1990年，轉(zhuǎn)基因T淋巴細(xì)胞注射到人體骨髓組織中治療SCID。當(dāng)前第47頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)這個名叫David的男孩已近10歲了,他生下來就在隔離室中長大。【SCID患兒】當(dāng)前第48頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)找到致病基因；克隆得到大量與致病基因相應(yīng)的正?；?；采取適當(dāng)方法把正?；蚍呕氐讲∪松眢w內(nèi)去；進(jìn)入體內(nèi)的正?；驊?yīng)正常表達(dá)?；蛑委煹谋匾襟E：當(dāng)前第49頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)①克隆得到正?；颌谝圆《綝NA為載體③正?；蜣D(zhuǎn)入人體細(xì)胞④再轉(zhuǎn)入病人身體當(dāng)前第50頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)AshantideSilva,Now13,wasthefirstpatienttobetreatedwithgenetherapy.重癥聯(lián)合免疫缺陷的基因治療

腺苷脫氨酶基因治療(1990)當(dāng)前第51頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)有時，補(bǔ)充必要的酶也很起作用。纖維性囊泡化病(CF)是美國白色人種中較為常見的遺傳病。病兒從肺、胰腺等處分泌粘液，阻礙呼吸、消化等功能。5歲前可能因呼吸阻礙致死。蛋白質(zhì)水平治療CF病兒吸入基因工程法制備的DNA酶粉，癥狀大為改善。當(dāng)前第52頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)三.人類基因組計劃(HGP)February2001,TheHGPconsortiumpublishesitsworkingdraftinNature

(15February),andCelerapublishesitsdraftinScience(16February).當(dāng)前第53頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)白宮的慶典2000-6-26,Venter(left)&Collins(right)1998年，Venter成立了Celera公司，參與競爭HGP。Collins為美國HGP首席科學(xué)家。當(dāng)前第54頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)HGP發(fā)展過程(1)1986[美]Dulbecco首次提出了“人類基因組工程”。原計劃約10～15年完成，耗資30億美元，其宏偉的程度堪與Manhatto原子彈計劃和Appolo登月計劃相提并論。

1990年4月美國宣布開始實(shí)施人類基因組測序工作。1999破譯出人類第22號染色體的遺傳密碼。2000

完成了人類第21號染色體的測序。預(yù)計從原定的2003年6月提前到2001年6月完成。當(dāng)前第55頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)2000年6月26日美，英,日，德，法，中六國共同宣布人類基因組工作草圖繪制成功。2000：Celera公司完成果蠅基因組(180Mb)的全部測序工作；德國和日本的科學(xué)家公布了人類第21條染色體的測序結(jié)果；6月26日HGP與Celera公司的領(lǐng)導(dǎo)人在白宮的慶祝儀式上共同宣布了人類基因組工作框架圖的完成，并約定將雙方的研究成果同時發(fā)表；12月，第一個植物基因組—擬南芥基因組被全部測序，大小為125Mb.HGP發(fā)展過程(2)當(dāng)前第56頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)2001年2月，HGP將自己測定的人類基因組工作框架圖發(fā)表在《Nature》(2001，409：6822)上；Celera公司則將它們的成果發(fā)表在《Science》(2001，291：5507)上。發(fā)表的“工作框架圖”已能覆蓋人類基因組的97%，其中至少92%的序列已組裝的準(zhǔn)確無誤，并顯示其中只有3萬到4萬個編碼蛋白質(zhì)的基因，這是人類基因組研究的一個重要里程碑。2003年4月14日，美，英日，德，法，中六國科學(xué)家完成了人類基因組序列圖的繪制，實(shí)現(xiàn)了人類基因組計劃的所有目標(biāo)。HGP發(fā)展過程(3)當(dāng)前第57頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)2003年人類表觀基因組計劃(HumanEpigenomeProject)于10月7日正式啟動。這是世界上首項(xiàng)針對控制人類基因“開”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。2004年10月國際人類基因組計劃合作組織在《Nature》雜志上宣布誤差小于10萬分之一的人類基因組完成圖已成功繪就。已將原來15萬個“缺隙”減少到341個。完成圖顯示人類基因組只含有2～2.5萬個基因(30億bp)，比原來的估計要少。HGP發(fā)展過程(3)當(dāng)前第58頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)美國：貢獻(xiàn)率為54%英國：貢獻(xiàn)率為33%日本：貢獻(xiàn)率為7%法國：貢獻(xiàn)率為2.8%德國：貢獻(xiàn)率為2.2%中國：貢獻(xiàn)率為1%6個國家參與了這項(xiàng)巨大科研工程，它們的科研貢獻(xiàn)率分別是：當(dāng)前第59頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)基因組(genome)

基因組是指人體所有遺傳信息的總和，攜帶有細(xì)胞或生物機(jī)體的一整套遺傳指令的核酸量稱為基因組。

在一種細(xì)胞內(nèi)存在的全部蛋白質(zhì)稱為蛋白質(zhì)組。在特定時間、特定環(huán)境和實(shí)驗(yàn)條件下基因組活躍表達(dá)的蛋白質(zhì)為功能蛋白質(zhì)組(FunctiondProteome)，蛋白質(zhì)組和功能蛋白質(zhì)組是生命科學(xué)的新的研究內(nèi)容(對象)。蛋白質(zhì)組(proteome)基本概念★★★當(dāng)前第60頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)人體細(xì)胞的核型(SpectralKaryotype)“基因組(genome)”一詞是1920年Winkles從GENes和chromosOMEs組成的。泛指一個細(xì)胞或一個生物體的全部遺傳信息。在真核生物，基因組是指一套(單倍體)染色體DNA。

當(dāng)前第61頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第62頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)人類基因組是指人的24條染色體(22條常染色體＋2條性染色體)內(nèi)的全部DNA和線粒體DNA，其中蘊(yùn)藏的信息決定了人類個體發(fā)育、生殖、生長、疾病、衰老、死亡等所有生命現(xiàn)象。當(dāng)前第63頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)全部人類基因組約有2.91Gbp

。基因數(shù)量約3～4萬(26383～39114)。目前已定位了2.6萬多個基因，但其中尚有42%的功能不明。人類基因組中存在“熱點(diǎn)”和大片“荒漠”。編碼序列約占3%，非編碼序列約占97%。

35.3%的基因組包含重復(fù)的序列。人與人之間99.99%的基因密碼是相同的。僅1%～1.5%的人類基因帶有制造蛋白質(zhì)的指令。大約有223個基因可能是人類的脊椎動物祖先生存時由細(xì)菌插入的序列。男性的基因突變率是女性的兩倍，而且大部分人類遺傳疾病是在Y染色體上進(jìn)行的。人類基因組草圖初步結(jié)論當(dāng)前第64頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)已測序的生物Arabidopsisthaliana(mustardplant)2,500DrosophiaMelanogaster(fruitfly)13,061SaccharomycesCervisiae(baker’syeast)6,034CaenorhaboditisElegans(roundworn)19,099當(dāng)前第65頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)HGP的科學(xué)目標(biāo)★★★第一：在制圖的基礎(chǔ)上測序，最后獲得四張圖譜(遺傳圖、物理圖、轉(zhuǎn)錄圖、序列圖)，這四張圖組成人類不同層次的、分子水平的“第二張解剖圖”，成為人類認(rèn)識自我的新的知識源泉。

遺傳圖

物理圖

轉(zhuǎn)錄圖

序列圖第二：對基因組DNA的信息進(jìn)行解讀，即基因組功能信息的提取、鑒定和開發(fā)利用，以及與此相關(guān)的數(shù)據(jù)資料和技術(shù)手段的儲存和使用，開展“生物信息學(xué)”、“功能基因組學(xué)”、“蛋白質(zhì)組學(xué)”的研究。第三：對基因組研究的倫理、法律和社會影響進(jìn)行探討(ELSI)。當(dāng)前第66頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)人體解剖圖當(dāng)前第67頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)遺傳圖以具有遺傳多態(tài)性的遺傳標(biāo)記為路標(biāo),以遺傳學(xué)距離為圖距繪制的基因組圖。此處的遺傳多態(tài)性定義為在某個遺傳位點(diǎn)上具有一個以上的等位基因,且其在群體中出現(xiàn)的頻率均高于1%。而遺傳學(xué)距離則是指在減數(shù)分裂事件中,兩個位點(diǎn)之間進(jìn)行交換、重組的百分率,并規(guī)定1%的重組率為1cM。多態(tài)性標(biāo)志第一代：

限制性酶切片段長度多態(tài)性(restrictionfragmentlengthpolymophism，RFLP)第二代：簡單序列長度多態(tài)性(simplesequencelengthpolymophism，SSLP)第三代：單個核苷酸多態(tài)性(sequencetaggedsite，SNP)當(dāng)前第68頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)以一段已知核苷酸序列的DNA片段為標(biāo)記,以Mb或Kb作為圖距繪制的基因組圖。該DNA片段稱序列標(biāo)記位置(sequencetaggedsite，STS)。物理圖的意義在于STS可把經(jīng)典遺傳學(xué)與細(xì)胞遺傳學(xué)的位點(diǎn)信息轉(zhuǎn)化為基因組位點(diǎn)的物理信息，基于STS位點(diǎn)信息的相連片段群又提供了研究區(qū)域的實(shí)驗(yàn)材料，以這些片段的材料便可進(jìn)行該區(qū)域的基因組研究或在該區(qū)域?qū)ふ倚禄?。物理圖當(dāng)前第69頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)把mRNA先分離、定位，再轉(zhuǎn)錄成cDNA，這就構(gòu)成一張人類基因的轉(zhuǎn)錄圖，cDNA片段又稱表達(dá)序列標(biāo)簽(exprossedsequencetag，EST)，因此轉(zhuǎn)錄圖也稱為表達(dá)序列圖。由于cDNA具有組織、生理與發(fā)育階段的特異性，因此EST除提供序列信息外，同時也提供了該基因表達(dá)的組織、生理狀況與發(fā)育階段的信息。轉(zhuǎn)錄圖當(dāng)前第70頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)人類基因組核苷酸序列圖即是分子水平的最高層次的、最詳盡的物理圖，由總長度為1ｍ左右、約由31億核苷酸組成。當(dāng)前人類基因組全序列圖實(shí)際上是一個“代表性人類個體”的序列圖，因?yàn)樗腥祟惢騻€體的基因位點(diǎn)都是相同的,不同族種、不同個體的基因差異,以及“正?！迸c“致病”基因的差異,只是同一位點(diǎn)上的等位基因的差異。序列圖當(dāng)前第71頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)對人基因組計劃的質(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)其他重要問題的研究？目前估計，3x109bp中僅3％編碼蛋白質(zhì)

97％不編碼蛋白質(zhì)當(dāng)前第72頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)人類基因組計劃與“蔓哈頓”原子彈計劃、“阿波羅”登月計劃，并稱為自然科學(xué)史上的三大計劃，但是人類基因組計劃對人類自身的影響將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過另兩項(xiàng)計劃。因?yàn)槿祟惢蛱N(yùn)涵有人類生、老、病、死的絕大多數(shù)遺傳信息，破譯它將為疾病的診斷、新藥物的研究開發(fā)和新的疾病治療方法的探索帶來革命性的變革，所以解碼人類基因組又被喻為生物的“圣杯”。但是，科學(xué)是一柄雙刃劍，科學(xué)既可以為人類造福，也可能為人類帶來災(zāi)難，尤其象人類基因組計劃這樣對人類本身影響重大的科學(xué)項(xiàng)目，已經(jīng)比任何科學(xué)研究計劃引出了更多對法律、倫理、國家安全的挑戰(zhàn)。HGP對人類的影響當(dāng)前第73頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)HGP將給人類帶來的好處(1)將帶動一場醫(yī)學(xué)革命用基因圖譜看病基因藥物治病基因檢測預(yù)防隱患基因治療疾病(2)獲取了操縱生命的工具控制生命的孕育—優(yōu)生優(yōu)育延長人的壽命選擇最佳生活環(huán)境(3)得以進(jìn)行精確的個體鑒定基因身份證生物考古(4)將帶來巨大的商機(jī)生物制藥器官培植當(dāng)前第74頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)社會平等與基因歧視科技進(jìn)步與基因技術(shù)濫用社會公正與基因成果利益的均等分配技術(shù)的不確定性和基因安全HGP可能給人類帶來的隱患當(dāng)前第75頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)2002，中國楊煥明等在《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)；楊煥明博士當(dāng)前第76頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)水稻第四號染色體測序?qū)＜夜ぷ鹘M組長、中科院國家基因研究中心韓斌博士中、美、日、法等10個國家和地區(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％，國對國際水稻基因組計劃的貢獻(xiàn)率達(dá)20％。共定位了37,500個基因，還率先在動植物中完成了對著絲粒的測序。當(dāng)前第77頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)由美國、以色列、德國、意大利和西班牙的67名科學(xué)家組成的國際黑猩猩基因測序與分析聯(lián)盟初步完成了黑猩猩基因組序列草圖與人類基因組序列的比較工作。黑猩猩和人類基因組的DNA序列相似性達(dá)到99％；即使考慮到DNA序列插入或刪除，兩者的相似性也有96％。在2005年9月1日出版的《Nature》雜志和9月2日出版的《Science》雜志都以這項(xiàng)重大的研究成果作為封面文章。當(dāng)前第78頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第79頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)四.后基因組時代人類首次了解了自身的基因序列，了解了很多遠(yuǎn)親生物的基因序列；人類正在面對指數(shù)擴(kuò)增的基因序列資料和各種數(shù)據(jù)庫；人類面臨的挑戰(zhàn)是如何將基因序列資料轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫闹R，進(jìn)而讓這些知識服務(wù)于人類，使之能夠造福于人類的健康。后基因組時代特點(diǎn)：當(dāng)前第80頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)前基因組時代的“釣魚”和后基因組時代的“撈魚”當(dāng)前第81頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)后基因組時代研究的重要方向1.

單基因遺傳病的致病基因研究和基因診斷2.

復(fù)雜性疾病的相關(guān)基因研究和疾病易感性分析3.

藥物基因組學(xué)研究與個體化治療4.

人類功能基因組學(xué)研究

5.

基于基因組的新型藥物(Genome-baseddrug)6.

基因治療7.

生物信息學(xué)(Bioinformatics)8.

蛋白質(zhì)組學(xué)(Proteomics)9.

結(jié)構(gòu)基因組學(xué)10.

模式生物和病原生物基因組學(xué)當(dāng)前第82頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)1.

單基因遺傳病的致病基因研究和基因診斷我國有豐富的疾病資源，特別是一些我國特有的單基因遺傳病家系，可提供良好的基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)新的致病基因。單基因遺傳病和復(fù)雜疾病當(dāng)前第83頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)2.

復(fù)雜性疾病的相關(guān)基因研究和疾病易感性分析在復(fù)雜性疾病的中，由于基因的變異加環(huán)境和生活習(xí)慣等因素的共同影響，使得每個人對不同的疾病的易感性不同。

基因變異的一個重要的指標(biāo)是單核苷酸多態(tài)性。單核苷酸多態(tài)性(SingleNucleotidePolymorphisms，SNPs)不同個體間在基因水平上的單核苷酸變異，平均每1000對堿基出現(xiàn)一個SNP,2個無關(guān)個體間有300萬SNPs。當(dāng)前第84頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)SNP研究為了解疾病的發(fā)病機(jī)理，疾病的診斷及疾病易感性研究提供基礎(chǔ)。位于外顯子區(qū)并改變氨基酸序列的SNP以及位于基因表達(dá)調(diào)控區(qū)的SNP可能具有重要臨床意義和功能意義。生物信息學(xué)可提供SNP的數(shù)據(jù)庫和功能預(yù)測。當(dāng)前第85頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)3.

藥物基因組學(xué)研究與個體化治療在臨床上對同樣一種疾病使用同一種藥物，不同的個體對藥物的敏感性和毒性反應(yīng)有很大的區(qū)別，這種區(qū)別主要由基因決定的,特別是藥物靶點(diǎn)基因、藥物代謝基因等的單核苷酸多態(tài)性，影響了藥物作用的強(qiáng)弱和藥物代謝的不同。當(dāng)前第86頁\共有96頁\編于星期四\19點(diǎn)我爸爸給你爸爸開過同樣的藥！當(dāng)前第87頁\共有96頁