人類基因組及后基因組研究進(jìn)展

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1、人類基因組及后基因組研宄進(jìn)展摘要：人類對自身基因組的研究，隨著人類基因組工作草圖的繪制完成和對基因功能研究的深入已加快進(jìn)入了實質(zhì)性、關(guān)鍵性的開發(fā)利用階段。本文概述Y人類基因組及后基因組的研宂進(jìn)展。關(guān)鍵詞：人類基因組；人類后基因組；基因；后基因組學(xué)1953年4月，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了基因遺傳物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)，并提出了“DNA雙螺旋模型”.后來，科學(xué)家認(rèn)識到人類基因組中的所有基因在染色體上都有一定的位置、結(jié)構(gòu)和功能.要揭示人類的奧秘，就要分離、克隆、研究人類所有的基因.1984年12月，美國猶他大學(xué)的Wenter受美國能源部的委托，主持討論了DNA重組技術(shù)及測定人類整個基因組

2、DNA序列的意義.1985年6月，美國能源部提出“人類基因組計劃”(Humangcnomeproject,HGP)的初步草衆(zhòng).最早提出測定人類基因纟11序列的是美國科學(xué)家羅伯特?辛丙默(RobertSinshimer).1986年3月，美國的諾W爾獎獲得者雷納多?杜爾W柯石(RenatoDulbecco)在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的短文屮率先提出“測定人類的整個基因組序列”的主張［1］，后經(jīng)世界性的討論取得共識.1987年,美國開始籌建“人類基因組計劃”實驗室.1988年，科學(xué)家開始討論如何才能更快、更多、更好地研究與人類的生老病死有關(guān)的所有基因全部的人類基因組.1人

3、類基因組計劃及進(jìn)展1.1.人類基因組研宂的內(nèi)容從1987年提出“人類基因組計劃”到1990年正式實施,研宄的具體N容表現(xiàn)在4張圖上:遺傳圖、物理圖、序列圖和轉(zhuǎn)錄閣，其主要內(nèi)容是繪制人類基因組序列框架閣.1993年馬里蘭州Hunt,Valley會議上，經(jīng)美國人類基因組研究中心(CHGR)修訂后的HGP內(nèi)容［2］包括:人類基因組作圖及序列分析;基因的鑒定;基因組研宄技術(shù)的建立、創(chuàng)新與改進(jìn);模式生物(主要包括大腸桿菌、酵母、果蠅、線蟲、小鼠、水稻、擬南芥等)基因組的作圖和測序；信息系統(tǒng)的建立,信息的儲存、處理及相應(yīng)的軟件幵發(fā);與人類基因組相關(guān)的倫理學(xué)、法學(xué)和社會影響與

4、結(jié)果的研究;研究人員的培訓(xùn)；技術(shù)轉(zhuǎn)讓及產(chǎn)業(yè)開發(fā);研究計劃的外延等兒方面，這些內(nèi)容構(gòu)成了20世紀(jì)到21世紀(jì)最大的系統(tǒng)工程［3］.1.2人類基因組計劃的基本策略I1GP研宂的基本策略包括：1)測定整個基因組的策略.經(jīng)典方法是先作圖再測序.2)cDNA策略.人類基因組屮發(fā)生轉(zhuǎn)錄表達(dá)的序列(即基因)僅占總序列的約5%,對這一部分序列進(jìn)行測定將直接導(dǎo)致基因的發(fā)現(xiàn).該策略是從cDNA文庫中選取基因并克隆,然后進(jìn)行序列測定,之后將結(jié)果通過計算機(jī)與己知的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較，最終在染色體上進(jìn)行定位.它的主要目紐在于獲取大量正在表達(dá)的遺傳信息，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建企基因組范圍的轉(zhuǎn)錄圖譜,獲得

5、基因組屮對醫(yī)學(xué)和生物制藥產(chǎn)業(yè)關(guān)系最密切的信息.3)基因鑒定的策略.通常采用定位克隆或候選定位克隆的策略，即利用與疾病連鎖的標(biāo)記在基因組文庫中找到表達(dá)序列，再利用這一表達(dá)序列去識別全部cDNA,找到該基因［4］，4人類基因組計劃的技術(shù)背景1.3人類基因組計劃的技術(shù)背景1.3.1作閣的生物技術(shù)用質(zhì)粒、噬菌體等載體通過DXA重組技術(shù)建立基因纟11文庫或cDNA文庫,用來構(gòu)建克隆重疊群和提供材料進(jìn)行分子標(biāo)記的篩選.20世紀(jì)80年代以來，依賴于分子雜交、放射自顯影、脈沖場凝膠交變電泳技術(shù)和改進(jìn)PCR技術(shù)等現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)的融合應(yīng)用而發(fā)現(xiàn)的數(shù)10種分子標(biāo)志如RFLP標(biāo)記（隨機(jī)

6、片段長度多態(tài)性）、SNP標(biāo)記（單核苷酸多態(tài)性）、STKS標(biāo)志（短串聯(lián)重fi）、STS（標(biāo)志位點）、EST標(biāo)志（表達(dá)序列標(biāo)志）、微衛(wèi)星DNA標(biāo)志等,使遺傳作圖和物理作圖的速度和精確度大大提高［5］.1.3.2DNA測序的生物技術(shù)DN八序列分析方法現(xiàn)已發(fā)展為熒光標(biāo)記和自動機(jī)器操作，如ABT公司的377型自動測序儀和PharmaciaLKB公司的全自動DNA順序分析儀（每小時可讀500?600bp）等；已在StanrordDNA測序和技術(shù)開發(fā)屮心使用的高效毛細(xì)管測序儀每天可分析1Mb的序列，科學(xué)家現(xiàn)正在設(shè)計1天能測定100Mb的自動儀器.另外還有質(zhì)譜法、掃描隧道顯微術(shù)

7、、X-射線成像術(shù)、雜交測序法、流式細(xì)胞儀測序、大規(guī)模平行實測法、DNA芯片法［5］等新方法正在逐步完善并開發(fā)出商業(yè)化的產(chǎn)品用于DNA的序列測定［6］.需要指出的是，隨著微電子技術(shù)和S微制造技術(shù)的突飛猛進(jìn),今后測序技術(shù)的發(fā)展方昀是儀器的微型化，這樣可以極大地減少成本和提尚效率［7］.1.3.3基因鑒定的生物技術(shù)基因鑒定的關(guān)鍵在于初步定位之后從覆蓋區(qū)域中尋找表達(dá)序列.在這方面，直接cDNA篩選法和外S子捕獲技術(shù)［8］己經(jīng)過不斷改進(jìn)而成為較常用的方法.另外，采用微點陣技術(shù)將計算機(jī)系統(tǒng)與測序儀連用和采用相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和信息處理軟件在連鎖分析的苯礎(chǔ)上對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模的掃

8、描綜合分析［9,10］,