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2016年09月05日訊 威斯康辛兒童醫(yī)院的Alan Mayer盯著重癥監(jiān)護(hù)室的墻
，一副心事重重的樣子。因?yàn)樗牟∪耍陜H15個(gè)月大的Addyson Valley，生命垂危同時(shí)，Addyson的腸道正泄漏蛋白質(zhì)
，破壞腸道的功能，人們擔(dān)心過多的體液會將她的身體變成沼澤。出生之后，Addyson總是生病，在食用大多數(shù)食物后發(fā)生噴射性嘔吐。她的配方奶粉換了一個(gè)又一個(gè)，檢查做了一次又一次，但沒有人知道她得了什么病。在進(jìn)入重癥監(jiān)護(hù)室之后，她還是每況愈下。
“我們停止喂她
2009年，Mayer及其同事對Nic Volker的外顯子組進(jìn)行了測序
如今
測序發(fā)現(xiàn)，Addyson在同一個(gè)基因DGAT1上有兩個(gè)獨(dú)立的突變
。這些突變意味著她缺乏關(guān)鍵的酶來吸收脂類。這也解釋了她的噴射性嘔吐和發(fā)育不良。她的身體，特別是她的腸道，排斥任何含有脂類的配方奶粉及其他食物。出于好奇
，Mayer咨詢了胃腸病方面的學(xué)家，了解他們是否碰到類似的病例。他收到了一些回復(fù)，的確有一些患者患有這種新的疾病，都是通過DNA測序診斷的。這種疾病被稱為DGAT1缺乏癥?div id="4qifd00" class="flower right">有了診斷結(jié)果之后，Mayer給Addyson準(zhǔn)備了一份無脂肪的食譜
。由于兒童的大腦發(fā)育需要脂肪，故Addyson通過靜脈注射獲得一些。這樣脂肪就不會經(jīng)過她的腸道。如今，這個(gè)孩子吃脫脂牛奶，脫脂奶酪、蛋白以及大量的水果和蔬菜。Addyson已經(jīng)19個(gè)月了
，盡管她看上去只有1歲，但她的進(jìn)步是顯著的。她可以自己一個(gè)人滿屋子走，也喜歡搭積木和聽媽媽讀書?div id="m50uktp" class="box-center"> ！斑@幾乎是一個(gè)全新的孩子對于Addyson的疾病
人類基因組計(jì)劃(human genome project, HGP)是由美國科學(xué)家于1985年率先提出
，于1990年正式啟動的。美國、英國、法國、德國、日本和我國科學(xué)家共同參與了這一預(yù)算達(dá)30億美元的人類基因組計(jì)劃。按照這個(gè)計(jì)劃的設(shè)想，在2005年，要把人體內(nèi)約20，000--25，000個(gè)基因的密碼全部解開，同時(shí)繪制出人類基因的譜圖。換句話說，就是要揭開組成人20，000--25，000個(gè)基因的30億個(gè)堿基對的秘密。人類基因組計(jì)劃與曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅計(jì)劃并稱為三大科學(xué)計(jì)劃。被譽(yù)為生命科學(xué)的"登月計(jì)劃"。人類基因組計(jì)劃(英語:Human Genome Project, HGP)是一項(xiàng)規(guī)模宏大
，跨國跨學(xué)科的科學(xué)探索工程。其宗旨在于測定組成人類染色體(指單倍體)中所包含的30億個(gè)堿基對組成的核苷酸序列，從而繪制人類基因組圖譜，并且辨識其載有的基因及其序列，達(dá)到破譯人類遺傳信息的最終目的?div id="4qifd00" class="flower right">基因圖譜的意義
在于它能有效地反應(yīng)在正?div id="jfovm50" class="index-wrap">；蚴芸貤l件中表達(dá)的全基因的時(shí)空圖。通過這張圖可以了解某一基因在不同時(shí)間不同組織
人類基因組是一個(gè)國際合作項(xiàng)目：表征人類基因組
折疊編輯本段其他資料
折疊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)致了亨廷頓氏舞蹈癥、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?div id="d48novz" class="flower left">折疊對醫(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折疊對生物技術(shù)的貢獻(xiàn)
基因工程藥物
分泌蛋白（多肽激素
⑵診斷和研究試劑產(chǎn)業(yè)
基因和抗體試劑盒
對細(xì)胞
胚胎和成年期干細(xì)胞
折疊對制藥工業(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
個(gè)體化的藥物治療：藥物基因組學(xué)。
折疊對社會經(jīng)濟(jì)的重要影響
生物產(chǎn)業(yè)與信息產(chǎn)業(yè)是一個(gè)國家的兩大經(jīng)濟(jì)支柱
折疊對生物進(jìn)化研究的影響
生物的進(jìn)化史
折疊帶來的負(fù)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
折疊編輯本段應(yīng)用實(shí)例
折疊疾病基因
人類基因組研究的一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用是通過位置克隆尋找未知生物化學(xué)功能的疾病基因
位置克隆是很有用的
所有這些將隨著人類基因組序列草圖的實(shí)用性而改變
現(xiàn)在，對于孟德爾遺傳疾病
另外，有許多案例中
基因組序列對于揭示導(dǎo)致許多普通的染色體刪除綜合癥的機(jī)制同樣有幫助
基因組序列的可用性同樣允許疾病基因的旁系同源性的快速識別，對于兩個(gè)理由是有價(jià)值的
CNGA3基因
第二個(gè)理由是旁系同源體可以提供治療敢于的機(jī)會
我們在在線人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫（OMIM）和SwissProt 或TrEMBL蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行了971個(gè)已知的人類疾病基因的旁系同源體的系統(tǒng)檢索
折疊藥物靶
在過去的世紀(jì)里，制藥產(chǎn)業(yè)很大程度上依賴于有限的藥物靶來開發(fā)新的治療手段
⑴神經(jīng)遞質(zhì)(5-HT）通過化學(xué)門控通道介導(dǎo)快速興奮響應(yīng)
然而，最近
⑵半胱氨?div id="4qifd00" class="flower right">
⑶ Alzheimer疾病在老年斑中有豐富的β-淀粉樣物沉積
給出了這些例子
，我們在基因組序列中進(jìn)行系統(tǒng)的識別傳統(tǒng)藥靶蛋白質(zhì)的旁系同源體。使用的靶列表在SwissPrott數(shù)據(jù)庫中識別了603個(gè)入口，有唯一的訪問碼。基礎(chǔ)生物學(xué)
一個(gè)例子是：解決了困擾研究者幾十年的一個(gè)神秘課題：苦味的分子學(xué)基礎(chǔ)。人類和其他動物對于某一種苦味有不同的響應(yīng)（響應(yīng)的多態(tài)性）
。最近，研究者將這個(gè)特征映射到人類和老鼠中，然后檢索了G蛋白偶合受體的人類基因組序列草圖上的相關(guān)區(qū)域。這些研究很快導(dǎo)致了該類蛋白的新家族的發(fā)現(xiàn)，證明了它們幾乎都在味蕾表達(dá)，實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在培養(yǎng)細(xì)胞中的受體響應(yīng)特定的苦基質(zhì)。人體基因組圖譜是全人類的財(cái)產(chǎn)
，這一研究成果理應(yīng)為全人類所分享、造福全人類，這是參與人類基因組工程計(jì)劃的各國科學(xué)家的共識。值得關(guān)注的是，目前在人類基因組研究領(lǐng)域，出現(xiàn)了一些私營公司爭相為其成果申請專利的現(xiàn)象。美國塞萊拉基因公司曾表示，想把一部分研究成果申請專利，有償提供給制藥公司。找到了一批主宰人體疾病的重要基因
如：肥胖基因
、支氣管哮喘基因。這類基因的新發(fā)現(xiàn)每年都有新報(bào)道。這些基因的發(fā)現(xiàn)，增進(jìn)了人們對許多重要疾病機(jī)理的理解，并且推動整個(gè)醫(yī)學(xué)思想更快的從重治療轉(zhuǎn)向重預(yù)防。例如：湖南醫(yī)科大學(xué)夏家輝教授組于1998.5.28發(fā)表克隆了人類神經(jīng)性高頻性耳聾的致病基因（GJB3），這是第一次在中國克隆的基因。在人類基因組計(jì)劃的推動下
，涌現(xiàn)了幾門嶄新的學(xué)科。如：基因組學(xué)(genomics）和生物信息學(xué)(bioinformatics)生物技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。一批世界級的大公司紛紛把它們的重心轉(zhuǎn)向生命科學(xué)研究和生物技術(shù)產(chǎn)品
進(jìn)展與未來
2000年6月26日，參加人類基因組工程項(xiàng)目的美國
、英國、法蘭西共和國、德意志聯(lián)邦共和國、日本和中國的6國科學(xué)家共同宣布，人類基因組草圖的繪制工作已經(jīng)完成。最終完成圖要求測序所用的克隆能忠實(shí)地代表常染色體的基因組結(jié)構(gòu)，序列錯(cuò)誤率低于萬分之一。95%常染色質(zhì)區(qū)域被測序，每個(gè)Gap小于150kb。完成圖將于2003年完成，比預(yù)計(jì)提前2年。完成人類基因組序列完成圖
⑴ 從當(dāng)前物理圖譜生成的克隆產(chǎn)生完成的序列，覆蓋基因組的常染色質(zhì)區(qū)域大于96%
。大約1Gb的完成序列已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。剩下的也已經(jīng)形成草圖，所有的克隆期望達(dá)到8～10倍的覆蓋率，大約2001年中期（99.99%的正確率），使用已經(jīng)建立的和日益自動化的協(xié)議。⑵ 檢測另外的庫來關(guān)閉gaps
。使用FISH技術(shù)或其他方法來分析沒有閉合的Gaps大小。22，21條染色體用這種方式。2003年已經(jīng)完成。⑶ 開發(fā)新的技術(shù)來關(guān)閉難度較大的gaps，大約幾百個(gè)
。基因組序列工作框架圖（Working draft）：通過對染色體位置明確的BAC連續(xù)克隆系4-5倍覆蓋率的測序（在BAC克隆水平的覆蓋率不應(yīng)低于3倍）
，獲得基因組90%以上的序列，其錯(cuò)誤率應(yīng)低于1%。工作框架圖可用于基因組結(jié)構(gòu)的認(rèn)識、基因的識別和解析、疾病基因的定位克隆草圖的作用
1
2、SNP（人與人之間的區(qū)別）
3、草圖后
4、比較其它基因組可以揭示共同的調(diào)控元件
5、草圖同樣是研究基因組三維壓縮到細(xì)胞核中的一個(gè)起點(diǎn)
6
2001年2月12日
，美國Celera公司與人類基因組計(jì)劃分別在《科學(xué)》和《自然》雜志上公布了人類基因組精細(xì)圖譜及其初步分析結(jié)果。其中，政府資助的人類基因組計(jì)劃采取基因圖策略，而Celera公司采取了“鳥槍策略”。至此，兩個(gè)不同的組織使用不同的方法都實(shí)現(xiàn)了他們共同的目標(biāo)：完成對整個(gè)人類基因組的測序的工作；并且，兩者的結(jié)果驚人的相似。整個(gè)人類基因組測序工作的基本完成，為人類生命科學(xué)開辟了一個(gè)新紀(jì)元，它對生命本質(zhì)、人類進(jìn)化眾多的發(fā)現(xiàn)
1
2
3
4
5、人類基因組中存在“熱點(diǎn)”和大片"荒漠"
6
、男性的基因突變率是女性的兩倍7、人類基因組中大約有200多個(gè)基因是來自于插入人類祖先基因組的細(xì)菌基因
8
9、人類基因組編碼的全套蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)組）比無脊椎動物編碼的蛋白質(zhì)組更復(fù)雜
模式生物：酵母（yeast）
目前基因組學(xué)的研究出現(xiàn)了幾個(gè)重心的轉(zhuǎn)移：一是將已知基因的序列與功能聯(lián)系在一起的功能基因組學(xué)研究
；二是從作圖為基礎(chǔ)的基因分離轉(zhuǎn)向以序列為基礎(chǔ)的基因分離；三是從研究疾病的起因轉(zhuǎn)向探索發(fā)病機(jī)理；四是從疾病診斷轉(zhuǎn)向疾病易感性研究。在后基因組時(shí)代
，如果在已完成基因組測序的物種之間進(jìn)行整體的比較、分析，希望在整個(gè)基因組的規(guī)模上了解基因組和蛋白質(zhì)組的功能意義，包括基因組的表達(dá)與調(diào)控、基因組的多樣化和進(jìn)化規(guī)律以及基因及其產(chǎn)物在生物體生長、發(fā)育、分化、行為、老化和治病過程中的作用機(jī)制都必須發(fā)展新的算法以充分利用超級計(jì)算機(jī)的超級計(jì)算能力。美國和英國科學(xué)家2006年5月18日在英國《自然》雜志網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表了人類最后一個(gè)染色體——1號染色體的基因測序。
在人體全部22對常染色體中
，1號染色體包含基因數(shù)量最多，達(dá)3141個(gè)，是平均水平的兩倍科學(xué)家不止一次宣布人類基因組計(jì)劃完工
2、疾病基因的定位克隆
人類基因組計(jì)劃的直接動因是要解決包括腫瘤在內(nèi)的人類疾病的分子遺傳學(xué)問題
。6000多個(gè)單基因遺傳病和多種大面積危害人類健康的多基因遺傳病的致病基因及相關(guān)基因，代表了對人類基因中結(jié)構(gòu)和功能完整性至關(guān)重要的組成部分。所以，疾病基因的克隆在HGP中占據(jù)著核心位置，也是計(jì)劃實(shí)施以來成果最顯著的部分。在遺傳和物理作圖工作的帶動下
，疾病基因的定位、克隆和鑒定研究已形成了，從表位→蛋白質(zhì)→基因的傳統(tǒng)途徑轉(zhuǎn)向“反求遺傳學(xué)”或“定位克隆法”的全新思路。隨著人類基因圖的構(gòu)成，3000多個(gè)人類基因已被精確地定位于染色體的各個(gè)區(qū)域。今后，一旦某個(gè)疾病位點(diǎn)被定位，就可以從局部的基因圖中遴選出相關(guān)基因進(jìn)行分析。這種被稱為“定位候選克隆”的策略，將大大提高發(fā)現(xiàn)疾病基因的效率。3、多基因病的研究
目前
，人類疾病的基因組學(xué)研究已進(jìn)入到多基因疾病這一難點(diǎn)。由于多基因疾病不遵循孟德爾遺傳規(guī)律，難以從一般的家系遺傳連鎖分析取得突破。這方面的研究需要在人群和遺傳標(biāo)記的選擇、數(shù)學(xué)模型的建立、統(tǒng)計(jì)方法的 改進(jìn)等方面進(jìn)行艱苦的努力。近來也有學(xué)者提出，用比較基因表達(dá)譜的方法來識別疾病狀態(tài)下基因的激活或受抑。實(shí)際上，“癌腫基因組解剖學(xué)計(jì)劃（Cancer Genome Anatomy Project,CGAP”就代表了在這方面的嘗試。展望
1、生命科學(xué)工業(yè)的形成
由于基因組研究與制藥
、生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)、食品、化學(xué)、化妝品2、功能基因組學(xué)
人類基因組計(jì)劃當(dāng)前的整體發(fā)展趨勢是什么
2)蛋白質(zhì)組學(xué)研究
蛋白質(zhì)組學(xué)研究是要從整體水平上研究蛋白質(zhì)的水平和修飾狀態(tài)
。目前正在發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化和自動化的二維蛋白質(zhì)凝膠電泳的工作體系。首先用一個(gè)自動系統(tǒng)來提取人類細(xì)胞的蛋白質(zhì)，繼而用色譜儀進(jìn)行部分分離，將每區(qū)段中的蛋白質(zhì)裂解，再用質(zhì)譜儀分析，并在蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中通過特征分析來認(rèn)識產(chǎn)生的多肽。蛋白質(zhì)組研究的另一個(gè)重要內(nèi)容是建立蛋白質(zhì)相互關(guān)系的目錄
。生物大分子之間的相互作用構(gòu)成了生命活動的基礎(chǔ)。組裝基因組各成分間的詳盡作圖已在T7噬菌體（55個(gè)基因）獲得成功。如何在模式生物（如酵母）和人類基因組的研究中建立自動方法，認(rèn)識不同的生化通路，是值得探討的問題。3）生物信息學(xué)的應(yīng)用
目前
，生物信息學(xué)已大量應(yīng)用于基因的發(fā)現(xiàn)和預(yù)測。然而，利用生物信息學(xué)去發(fā)現(xiàn)基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物的功能更為重要⑵基因組多樣性的研究
人類是一個(gè)具有多態(tài)性的群體
1）對人類DNA的再測序
可以預(yù)測
總之
，模式生物體的基因組計(jì)劃為人類基因組的研究提供了大量的信息。今后通過功能基因組學(xué)的研究，人類最終將將能夠了解哪些進(jìn)化機(jī)制已經(jīng)確實(shí)發(fā)生
疊編輯本
人類基因組計(jì)劃啟動于1990年
