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高分辨率的人类基因组遗传变异整合图谱公布

时间:2012-11-15 17:14来源:生命科学研究快报 编译 作者:未知
(责任编辑:泉水)
 
 

据科技日报报道,由中、美、英等国共同发起的大型国际合作项目“千人基因组计划”的最新研究成果1031日在《自然》杂志上在线发表。该协作组公布了高分辨率的人类基因组遗传变异整合图谱,将为基因组学在人类疾病与健康领域中的应用,以及个体化医疗时代的到来奠定坚实基础。

 

1)国际千人基因组计划的开展

国际“千人基因组计划”自2008年启动,由中国深圳华大基因研究院、英国桑格研究所、美国国家人类基因组研究所等共同启动,计划最终目标是对2 500个体的基因组进行测序,绘制最详尽的人类基因多态性图谱,寻找基因与人类疾病之间的关系,建立精细的人类基因组变异数据库。2012329日,美国国立卫生研究院(NIH)宣布,由其负责的千人基因组计划的全部数据将免费对外开放。

 

2)人类基因组计划的后续研究

众所周知,自2003年人类基因组全部测序任务完成以来,就有许多后续的研究工作展开,其中不乏大型的科学计划。仅就人口与健康领域的国际合作项目而言,就有被誉为人类“第二基因组计划”的“人类微生物组计划”,以及“DNA组成元素百科全书”(ENCODE)等项目展开。其中,国际人类微生物组联盟的成员包括美国国立卫生研究院、欧洲委员会(EC),以及来自法国、日本、加拿大和其他国家的主要健康与科学机构;而ENCODE项目的成员则主要是英国、美国、西班牙、新加坡和日本的研究机构。目前,两个项目的研究计划都已经结束或接近完成,形成了大量的数据。不过,人类微生物组计划和ENCODE项目的后续研究都可能无限地扩展下去。

 

3)如何实现理解生物数据的共同目标?

无论是人类基因组计划、千人基因组计划、人类微生物组计划还是ENCODE项目,都有一个基本的特点,就是全球科学家的协作:由于这些计划的工作量和数据量都极为庞大,所以就需要开展国际合作,而且要求科研联盟所有的竞争者公开地、共同朝向一个目标合作。

不过,这些已经完成或者正在开展的计划,其目标都较为简明:关键就是形成高质量的数据。不过,在这些计划初步完成之后,大量的原始数据已经得到积累,后续的工作就是如何理解这些数据,这不仅需要大量的过程分析,更需要对基因与疾病的关系有新的、更为深入的理解。

因此,这就给生物学的研究规划制订带来两个极大的难题:第一个问题就是,制订什么样的目标,以使科学界能够协同工作,完成高质量的研究?显然,基因功能的分析并不像测序那样简明,科学界也无法简单地通过“分工”来完成,而归根结底的解决方法就是能有一套可以公认的、高效的理解基因与表型关系的工具(在人口与健康领域,基础就在于理解基因与疾病的关系),这又带来第二个问题:用什么样的思维方式或者哲学思想,去看待生物体的复杂性——显然,人类基因组计划完成后的研究已经证明,将基因与疾病简单对应的“一元论”无法适用,并没有按预期设想的那样给新药开发等带来强劲的动力。

 

4)转化医学与基因组研究的关系

在上述两个问题中,最根本的问题还是第二个问题——因为如果没有很好的研究方法和分析工具,更多的协作、更大的规模也无法真正地大幅提高效率。从转化医学的发展背景来看,要解决这一问题,基础之一就是研究者必须能够在理解基因的生物学意义,具备疾病的临床医学知识,或者说,研究者必须同时具备临床知识、经验和生物学研究能力。不过,即便这一条件具备,仍不足以构成理解基因与疾病关系的充分条件:目前,已经有不少临床医生发表了单个核苷酸多态性(SNP)与疾病的相关性研究成果,但其临床指导价值却并没有充分地挖掘。

所以,转化医学的真正目标,还不应仅仅是“从实验室到病房(Bench to Bed-side)”和“从病房到实验室(Bedside to Bench)”的通道,还应是对于生物体复杂性如何理解的深入思考和研究——毕竟,人甚至与低等生物海鞘大约共享80%的基因,人与小鼠共享约99%的基因,如果按照“一元论的理解,其间的相似程度应该极高,但事实显然并非如此。

(江洪波 整理)

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