許多全球性或地區(qū)性衛(wèi)生與健康問(wèn)題，諸如全球流行的艾滋病等傳染病，全人類共同的癌癥和心腦血管疾病等慢性病，危害全人類健康及安全的溫室效應(yīng)，臭氧空洞等以及其他災(zāi)害，許多國(guó)家面臨的生態(tài)破壞、環(huán)境污染等問(wèn)題，只有靠全人類共同努力才能解決。因此，國(guó)際分工、協(xié)作和交流日益加強(qiáng)，從人類基因組計(jì)劃這類微觀研究到地球生物圈這類宏觀研究都是由世界上許多國(guó)家甚至是所有國(guó)家協(xié)作進(jìn)行的。
《Circulation 》雜志最近發(fā)表加拿大多倫多大學(xué)華裔學(xué)者劉宗正領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際合作研究，心血管系統(tǒng)多數(shù)活化基因被發(fā)現(xiàn)。參與合作單位今后分路進(jìn)行：多倫多大學(xué)尋找心衰的基因，香港中文大學(xué)尋找冠脈粥樣硬化疾病基因，中國(guó)大陸研究造成高血壓和中風(fēng)的疾病基因。
人類基因組計(jì)劃 (Human Genome Project, HGP) 是美國(guó)科學(xué)家 Renato Dulbecco于1986年在《Science》雜志上發(fā)表的短文中率先提出的， 旨在闡明人類基因組的全部序列，從整體上破譯人類遺傳信息，使人類第一次在分子水平全面認(rèn)識(shí)自我。美國(guó)于1990年正式啟動(dòng)人類基因組計(jì)劃，預(yù)計(jì)在15年時(shí)間內(nèi)提供30億美元的資助。歐共體、日本、加拿大、前蘇聯(lián)、巴西和印度等國(guó)也提出了類似的計(jì)劃。由于各國(guó)政府和科學(xué)家的共同努力，HGP已成為全球性的重大國(guó)際合作項(xiàng)目， 為此還專門成立了國(guó)際人類基因組組織(HUGO)來(lái)統(tǒng)一協(xié)調(diào)這一計(jì)劃，目前已有15個(gè)國(guó)家和歐共體加入HUGO。
人類基因組計(jì)劃的意義十分重大，因?yàn)樗粌H能通過(guò)揭示人類生命活動(dòng)的遺傳學(xué)基礎(chǔ)而帶動(dòng)整個(gè)生命科學(xué)的發(fā)展，而且將成為21世紀(jì)的分子醫(yī)學(xué)(基因診斷、 基因治療和基因工程產(chǎn)品開(kāi)發(fā))奠定基礎(chǔ)。6千多種人類單基因遺傳病和一批嚴(yán)重危害人類健康的多基因病(如惡性腫瘤、心血管疾病等)將有可能得到預(yù)防、診斷和治療，農(nóng)業(yè)、工業(yè)和環(huán)境科學(xué)也將從中獲益非淺。
人類基因組計(jì)劃已取得一些重要的成果，概述如下：
HGP自1990年10月正式啟動(dòng)至今已有7年多時(shí)間，這7 年所取得的成就使得人們不再像80年代后期那樣對(duì)HGP 的可行性持懷疑態(tài)度，正如美國(guó) HGP負(fù)責(zé)人 Francis Collins 所說(shuō)的，我們已從人類基因組計(jì)劃中學(xué)到最重要的一課是，這個(gè)計(jì)劃是完全可以的。而且在HGP執(zhí)行至今，人們發(fā)現(xiàn)在資金未能到達(dá)原定資助強(qiáng)度的條件下，已提前完成了原定的進(jìn)度。HGP主要包括四項(xiàng)任務(wù)：(1)遺傳圖譜的建立；(2) 物理圖譜的建立；(3)DNA順序測(cè)定；(4)基因的識(shí)別。 具體來(lái)說(shuō)這幾年來(lái)有著如下四個(gè)方面的進(jìn)展：
(1) 遺傳圖譜
遺傳圖譜是通過(guò)計(jì)算機(jī)連鎖的遺傳標(biāo)志之間的重組頻率來(lái)確定它們之間的相對(duì)距離。至1994年底,在法國(guó)和美國(guó)科學(xué)家共同努力之下，完成了應(yīng)用RFLP 標(biāo)志和可用PCR方法進(jìn)行批量分析的微衛(wèi)星DNA為標(biāo)志，包含5826個(gè)位點(diǎn)，覆蓋400cM， 分辨率高達(dá)0.7cM的遺傳圖譜的制作。1996年3月法國(guó)科學(xué)家又報(bào)道了完全為微衛(wèi)星標(biāo)志構(gòu)建的遺傳連鎖圖，其中包括2335個(gè)位點(diǎn)，分辨率為1.6cM。 這些工作提前完成了原定于1998年完成的分辨率為2～5cM的計(jì)劃，不僅為進(jìn)一步的物理圖譜構(gòu)建提供了重要的依據(jù)，還可應(yīng)用這張遺傳圖譜，通過(guò)基因組掃描技術(shù)，對(duì)那些具有復(fù)雜性狀的多基因病(如高血壓、糖尿病、冠心病等)進(jìn)行連鎖分析，以完成這些疾病所涉及的易感基因的定位。
(2) 物理圖譜
物理圖譜用于確定各遺傳標(biāo)志之間的物理距離，其制作主要是通過(guò)大片段 DNA操作技術(shù)，對(duì)標(biāo)志進(jìn)行定序和距離測(cè)定，為基因的分離、識(shí)別和基因組DNA 順序測(cè)定奠定基礎(chǔ)。物理圖譜的構(gòu)建這幾年也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步：建立了以15086 個(gè)順序標(biāo)簽位點(diǎn)為標(biāo)志，分辨率達(dá)199kb的物理圖譜和構(gòu)建了由225個(gè)YAC 連續(xù)克隆重疊群組成的、覆蓋范圍達(dá)整個(gè)人類基因組75%的物理圖譜。此外， 應(yīng)用放射雜交制圖技術(shù)來(lái)制作物理圖譜也在緊鑼密鼓地進(jìn)行中。
(3) DNA順序測(cè)定
人類基因組全部DNA順序的測(cè)定是HGP的核心部分，在過(guò)去的幾年中這方面也有了異常迅猛的發(fā)展。目前隨著遺傳和物理圖譜工作的已經(jīng)和即將完成，測(cè)序就成為今后10年工作的重中之重。在基因組計(jì)劃上馬之際，完成的最長(zhǎng)的DNA順序是250kb的巨細(xì)胞病毒順序，花費(fèi)了數(shù)年時(shí)間。而今，一個(gè)大測(cè)序中心可在一個(gè)月內(nèi)完成一個(gè)細(xì)菌基因組(大于1Mb)的測(cè)序工作。到目前為止世界上已有L·Hood、B·Booe 和Sanger中心等三個(gè)研究小組完成了長(zhǎng)度大于1Mb的人基因組順序測(cè)定，其中包括T細(xì)胞受體區(qū)段、9號(hào)及22號(hào)染色體部分區(qū)段和Huntington舞蹈病基因區(qū)段。大規(guī)模DNA測(cè)序技術(shù)以及分析大片段DNA序列的生物信息技術(shù)的進(jìn)步。 對(duì)完成人類基因組全部核苷酸順序測(cè)定起著決定性作用，目前的方法有待進(jìn)一步改進(jìn)乃至革命。預(yù)期全部人類基因組測(cè)序工作將于2005年之前完成。
(4) 基因的識(shí)別
HGP的重要內(nèi)容之一，是識(shí)別全部人類基因即基因組中發(fā)生轉(zhuǎn)錄表達(dá)功能單位，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。目前常采用的策略有二：(1)從基因組DNA順序中識(shí)別那些轉(zhuǎn)錄表達(dá)順序即基因；(2)隨機(jī)從cDNA文庫(kù)中挑取克隆并進(jìn)行部分測(cè)序。 這些隨機(jī)測(cè)出的部分cDNA順序稱為表達(dá)順序標(biāo)簽(EST)。 根據(jù)轉(zhuǎn)錄順序的位置和距離繪制的圖譜即轉(zhuǎn)錄圖。過(guò)去幾年里許多重要疾病( 如脆性X綜合癥、 Huntigton 舞蹈病、Wilson氏病、多囊腎病)的致病基因被通過(guò)定位克隆技術(shù)克隆，而隨著轉(zhuǎn)錄圖中所定位的基因的密度和精度的提高，定位克隆技術(shù)將逐步被定位候選克隆法所取代。
人類基因組計(jì)劃中還包括若干個(gè)模式生物體基因組計(jì)劃，我國(guó)重點(diǎn)支持的水稻基因組研究計(jì)劃亦可劃入這一范疇。模式生物體一直就是生命科學(xué)領(lǐng)域研究的基本模型，加之它們與人類相比基因組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、單位DNA長(zhǎng)度上基因密度高， 易于基因的識(shí)別，而且從低等至高等的各個(gè)模式生物是研究基因分子進(jìn)化的絕佳材料。各模式生物體之間的比較性研究將有助于人類基因的結(jié)構(gòu)與功能的闡明。對(duì)于在整體水平研究基因的功能，模式生物體更有著無(wú)法取代的地位。
我國(guó)人類基因組研究概況
我國(guó)的基因組研究工作起步較晚，而且是基礎(chǔ)差、底子薄、資金少，與國(guó)際上這幾年HGP的驚人速度相比，我們的差距很大，并且這種差距有進(jìn)一步加大的可能。中國(guó)生命科學(xué)界應(yīng)在如下幾個(gè)方面共同努力：
1. 盡快收集和利用我國(guó)寶貴的多民族基因組資源和遺傳病家系材料， 并阻止這些資源盲目流向國(guó)外。
2. 集中人力、物力和財(cái)力，建立互相配套的、集分子遺傳學(xué)、 自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)為一體的中心，才能卓有成效地開(kāi)展工作。
3. 根據(jù)我國(guó)國(guó)情和原有工作基礎(chǔ)，做到有所為有所不為， 走“短平快”和出奇制勝的道路，直接楔入基因組研究中最為關(guān)鍵的部分－基因識(shí)別，如走“cDNA計(jì)劃”道路，盡可能地克隆一大批新基因，在人類8萬(wàn)～10 萬(wàn)個(gè)基因中占有一定的份額。同時(shí)，由于基因組DNA測(cè)序是一項(xiàng)勞動(dòng)和技能密集性工作，如能引進(jìn)技術(shù)， 培訓(xùn)一支高水平的技術(shù)隊(duì)伍，完全有可能將人類基因組測(cè)序的一部分工作吸引到我國(guó)。
4. 充分利用國(guó)際基因數(shù)據(jù)庫(kù)中已有信息，建立生物信息技術(shù)， 推進(jìn)我國(guó)基因組研究工作，并在基因組轉(zhuǎn)錄順序的認(rèn)識(shí)及基因功能推測(cè)方面多做工作。
5. 多渠道籌措資金，在維護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的前提下開(kāi)展國(guó)際間合作。
歷史已將中國(guó)當(dāng)代科學(xué)家推上了人類基因組計(jì)劃這一國(guó)際合作和競(jìng)爭(zhēng)的大舞臺(tái)，他們責(zé)無(wú)旁貸地要為供養(yǎng)自己的國(guó)家和人民負(fù)責(zé)，為21世紀(jì)中國(guó)的科學(xué)、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)負(fù)責(zé)，唯有高瞻遠(yuǎn)矚地認(rèn)清當(dāng)前的形勢(shì)和不辭勞苦、不計(jì)得失地拼搏，才有可能在國(guó)際人類基因組計(jì)劃中占有一席之地，有著交換和分享數(shù)據(jù)的資本，共同品嘗人類基因組這一全人類的“圣餐”。
我國(guó)1994年啟動(dòng)HGP，現(xiàn)已完成南北方兩個(gè)漢族人群和西南、東北地區(qū)12個(gè)少數(shù)民族共733個(gè)永生細(xì)胞系的建立，為中華民族基因保存了寶貴的資源，并在多民族基因組多樣性的研究中取得了成就，在致病基因研究中有所發(fā)現(xiàn)。定名為中華民族基因組結(jié)構(gòu)和功能研究的HGP為“九五”國(guó)家最大的資助研究項(xiàng)目之一（700萬(wàn)元)，為我國(guó)在下世紀(jì)國(guó)際HGP科學(xué)的新一輪競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位打好了基礎(chǔ)。
