人类基因组计划已取得的成就

二、人类基因组计划已取得的成就

美国关于人类基因组计划的辩论和启动引起了全世界科学家的兴趣，并带动了欧共体、日本、加拿大、澳大利亚、俄罗斯、巴西、印度、中国等提出各自的计划，并各具特色。

随后，尽管在人类疾病基因、微生物、植物基因组测序和功能研究方面取得了重大进展，人类基因组全测序这个基本任务却是块“硬骨头”，人类基因组内大量存在的重复序列给拼接工作带来极大困难。1998年5月9日，原在美国国家卫生院（NIH）工作，后辞职转投私人大公司发展的科学家J Craig Venter教授和全球最大的DNA自动测序仪生产厂家Perkin－Elmer公司突然宣布，他们要组建一家以盈利为目的的私家公司Celera，投资3亿美元在3年内大体上完成人类基因组的全测序。人类基因组计划倡导的是“全球合作，免费共享”的“HGP精神”，而Celera公司介入人类基因组计划震动了整个世界，使得政府与私人企业之间在人才、知识产权和专利等方面的“抢基因”竞争更趋激烈。为了迎接挑战，由Francis Collins领导的美国国家人类基因组计划和M Morgan负责的由Wellcome慈善基金会所资助的英国人类基因组计划决定于2000年春天完成人类基因组90％序列的“工作框架图”（working draft）。

1999年12月，Nature杂志发表了英、美、日科学家合作完成人22号染色体DNA核苷酸全序列测定的论文，这是世界首次提供的在一条完整染色体上的遗传信息。对此人类基因组研究的突破性进展，在生命科学界引起极大反响。它是最终完成人类基因组全序列测定的重要里程碑，被评为1999年头号科技新闻。根据对人22号染色体DNA序列的生物信息学及比较基因组学的研究分析，科学家们认为，人类基因组可能具有的基因数目为28000个左右，而非原来估计的100000个。2000年5月，人21号染色体DNA核苷酸全序列被测定。21号染色体是最短小的人类常染色体，21号染色体三体导致的Down综合征是人类最常见的智力障碍疾病，平均每700个新生儿中就会出现1个Down综合征患儿。21号染色体测序的完成，为探讨Down综合征基因型和表型的关系找到了新的突破口。2000年6月，“公”（HGP全球协作组）、“私”（美国Celera公司）2家的代言人Francis Collins和Craig Venter联合召开新闻发布会，宣布人类全部24条染色体的全基因组序列草图完成，此消息受到包括我国在内的全球范围的高度评价和热烈关注。在人类基因组计划的测序中，美国的贡献最大，承担了54％，其次是英国，承担了33％，日本为7％，法国为2．8％，德国为2．2％，中国科学家承担了1％的工作。2001年2月12日人类基因组DNA全序列数据被正式公布（见2001年2月15日出版的英国Nature杂志第409卷第6822期以及2001年2月16日出版的美国Science杂志第291卷第5507期），人类基因组共31．647亿bp，约含3万～4万个基因；2001年12月20日，英国Wellcome公司－Sanger研究中心在Nature杂志上公布了人类第20号染色体的DNA序列及比较基因组学研究结果，这是继第22号和第21号染色体之后，第3条被详尽DNA序列测定分析的人类染色体；2003年4月14日，中、美、日、德、法、英等6国科学家宣布人类基因组序列图绘制成功；2004年10月21日参与“人类基因组计划”的科学家在当天出版的英国Nature杂志上公布了最新的人类基因组图谱，最新得到的图谱绘出了人类基因组99％带有基因的部位，识别出已知人类基因的99．7％，准确率达到了99．9％，人类基因数量实际在2万～2．5万之间，明显少于此前的估计。

与此同时，人类基因组单体型图计划（HapMap）是科学家在完成人类基因组序列图谱之后的又一工作。科学家在破译人类基因组的过程中发现，任何2个不同个体的基因组序列都有约0．1％的差异，正是由于其中的一部分差异而造成了人们患疾病风险的不同。人类基因组单体型图计划旨在通过大量检查单核苷酸多态性（SNP）在主要族群中的分布情况，划定单核苷酸多态性在染色体上共有的变异区域，确定和编目人类遗传相似性和差异性的常见模式，为预防、诊断和治疗癌症、心血管病、哮喘、糖尿病等疾病做出贡献。截至2004年11月15日，人类基因组单体型图计划已经产出超过8000万个欧裔样品基因型数据，而对亚裔和非裔样品的单核苷酸多态性分型正在进行。2005年上半年，科学家将完成3个族裔全部样品第一阶段的单体型图构建。2005年底，第二阶段即更高密度的人类基因组单体型图将全部完成。