人類基因組計劃課件

人類基因組計劃（HGP）3人類基因組計劃于20世紀80年代提出，由國際合作組織包括有美、英、日、中、德、法等國參加進行了人體基因作圖，測定人體23對染色體由3×109核苷酸組成的全部DNA序列，于2000年完成了人類基因組“工作框架圖”。2001年公布了人類基因組圖譜及初步分析結果。其研究內容還包括創(chuàng)建計算機分析管理系統(tǒng)，檢驗相關的倫理、法律及社會問題，進而通過轉錄物組學和蛋白質組學等相關技術對基因表達譜、基因突變進行分析，可獲得與疾病相關基因的信息。人類基因組計劃與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅計劃并稱為三大科學計劃。概況最初目標最初目標通過國際合作，用15年時間(1990～2005)至少投入30億美元，構建詳細的人類基因組遺傳圖和物理圖，確定人類DNA的全部核苷酸序列，定位約10萬基因，并對其它生物進行類似研究。6HGP包括：DNA序列圖前計劃和DNA序列圖計劃。序列圖前計劃：遺傳圖物理圖序列圖轉錄圖又稱連鎖圖譜(linkagemap)，它是以具有遺傳多態(tài)性的遺傳標記為“路標”，以遺傳學距離為圖距的基因組圖。遺傳圖譜的建立為基因識別和完成基因定位創(chuàng)造了條件。

第1代標記第2代標記第3代標記遺傳圖譜9序列圖譜隨著遺傳圖譜和物理圖譜的完成，測序就成為重中之重的工作。DNA序列分析技術是一個包括制備DNA片段化及堿基分析、DNA信息翻譯的多階段的過程。通過測序得到基因組的序列圖譜。大規(guī)模測序基本策略逐個克隆法全基因組鳥槍法10在識別基因組所包含的蛋白質編碼序列的基礎上繪制的結合有關基因序列、位置及表達模式等信息的圖譜。在人類基因組中鑒別出占具2%~5%長度的全部基因的位置、結構與功能，最主要的方法是通過基因的表達產物mRNA反追到染色體的位置。轉錄圖譜111990年10月，美國政府正式啟動，預期在2005年完成人類基因組全部序列的測定；1993年年美國國立衛(wèi)生研究院和能源部修改了其五年計劃的指標；1994年遺傳圖譜傳圖的五年計劃提前完成；1995年人第3、11、12和22號染色體的中等精度的圖譜公布；人第16、19號染色體的高分辨率物理圖譜分別完成。英國、日本、法國、德國的科學家先后加盟，遂擴展成國際性合作計劃；1996年舉行了國際合作的人類基因組大規(guī)模測序戰(zhàn)略會議；1997年美國國立衛(wèi)生研究院成立國家人類基因組研究所(NHGRI)；1998年美國國立衛(wèi)生研究院與能源部提出新的五年計劃(1998-2003)，旨在2003年底前完成整個人類基因組的測序，將在2001年底前產生人類基因組序列的工作草圖。研究進展1999年7月，中國科學院遺傳研究所人類基因組中心在國際人類基因組組織注冊成功，負責測定全部序列的1%；1999年12月國際基因組計劃聯(lián)合小組宣布，已完整譯出人第22號染色體的遺傳密碼；2000年4月美國塞萊拉(Celera)基因研究公司宣布，該公司已破譯出一名實驗者的完整遺傳密碼；2000年5月，德國與日本科學家合作完成了人第21號染色體的基因測序工作；2000年5月，提前完成了人類基因組的工作草圖；2001年2月，工作草圖的具體序列信息、測序所采用的方法以及序列的分析結果被國際人類基因組測序聯(lián)盟和塞雷拉基因組的科學家分別公開發(fā)表于《自然》與《科學》雜志。這一工作草圖覆蓋了基因組序列的83％，包括常染色質區(qū)域的90％。研究進展2023/4/8我國人類基因組研究工作的進展我國已建立了多民族人群的DNA樣品庫，并與世界其他人群進行了比較。疾病基因的研究也取得了可喜的進展，克隆了遺傳性高頻耳聾的致病基因，定位了若干單基因疾病的染色體位點。在白血病和某些實體腫瘤相關基因的結構，功能研究方面也取得重大突破，已獲得EST(表達序列標簽)10多萬條，克隆了1000條以上新基因的全長cDNA。1、HGP對人類疾病基因研究的貢獻人類疾病相關的基因是人類基因組中結構和功能完整性至關重要的信息。對于單基因病，采用“定位克隆”和“定位候選克隆”的全新思路，導致了亨廷頓舞蹈病、遺傳性結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。對于心血管疾病、腫瘤、糖尿病、神經精神類疾病（老年性癡呆、精神分裂癥）、自身免疫性疾病等多基因疾病是目前疾病基因研究的重點。健康相關研究是HGP的重要組成部分，1997年相繼提出：“腫瘤基因組解剖計劃”“環(huán)境基因組學計劃”。研究意義2、HGP對生物技術的貢獻（1）基因工程藥物：分泌蛋白（多肽激素，生長因子，趨化因子，凝血和抗凝血因子等）及其受體。（2）診斷和研究試劑產業(yè)：基因和抗體試劑盒、診斷和研究用生物芯片、疾病和篩藥模型。（3）對細胞、胚胎、組織工程的推動：胚胎和成年期干細胞、克隆技術、器官再造。3、HGP對醫(yī)學的貢獻基因診斷、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防、疾病易感基因的識別、風險人群生活方式、環(huán)境因子的干預。研究意義4、HGP對制藥工業(yè)的貢獻篩選藥物的靶點：與組合化學和天然化合物分離技術結合，建立高通量的受體、酶結合試驗以知識為基礎的藥物設計：基因蛋白產物的高級結構分析、預測、模擬—藥物作用“口袋”。個體化的藥物治療：藥物基因組學。5、HGP對社會經濟的重要影響生物產業(yè)與信息產業(yè)是一個國家的兩大經濟支柱；發(fā)現(xiàn)新功能基因的社會和經濟效益；轉基因食品；轉基因藥物（如減肥藥，增高藥）6、HGP對生物進化研究的影響生物的進化史，都刻寫在各基因組的“天書”上；草履蟲是人的親戚——13億年；人是由300～400萬年前的一種猴子進化來的；人類第一次“走出非洲”——200萬年的古猿；人類的“夏娃”來自于非洲，距今20萬年——第二次“走出非洲”？研究意義21章波,王燕.人類基因研究報告,2006,12崔亞麗.人類基因組計劃及其意義[J]，中學生物教學,2001,4李建會.人類基因組研究的價值和社會倫理問題[J]，自然辯證法研究所，2001，17:24-27.陳竺，黃薇等