浙科版生物必修二-第六章-第三節(jié)-基因治療和人類基因組計劃

第三節(jié)基因治療和人類基因組計劃胰島素以往，治療糖尿病的胰島素是從動物胰腺中提取的，從100千克豬、牛等動物的胰腺只能提取3－4克胰島素，治療一個患者需宰殺40－50頭牛，這種藥物的造價就可想而知了。微生物可以有分泌產(chǎn)物，且微生物繁殖速率快SCID

該免疫缺陷癥表現(xiàn)為T細胞和B細胞的嚴重免疫缺陷，如不治療，嬰兒會在出生后一年內(nèi)，由于嚴重和反復的感染而夭折。SCID常規(guī)療法是進行骨髓移植，但是它的配型很困難，而且會由于捐獻者患有感染性的單核細胞增多癥，導致病人產(chǎn)生淋巴瘤。

SCID病的病因腺苷脫氨酶（ADA）缺陷引起，ADA催化腺苷和脫氧腺苷成為肌苷和2-脫氧肌苷，ADA在淋巴細胞中最多，ADA缺乏導致脫氧腺苷和脫氧三磷酸腺苷蓄積在細胞內(nèi)，特別是淋巴細胞內(nèi)。這兩種代謝產(chǎn)物對淋巴細胞具有毒性，它們能抑制核糖核苷酸還原酶活性而阻礙DNA合成。基因治療SCID病基本步驟(1）讓反轉(zhuǎn)錄病毒作為載體，首先將細菌中的ADA基因整合到病毒核酸上。（2）用它去感染病人T淋巴細胞，體外培養(yǎng)T淋巴細胞，篩選出ADA基因已整合到染色體上的細胞。（3）將攜帶正常ADA基因的T淋巴細胞回注到病人體內(nèi)。人類基因組計劃HumanGenomeProject,HGP

概述：

研究進展

基因組工業(yè)的前景緣起、目標、意義人類科學史上的三大工程

人類基因組計劃曼哈頓原子計劃阿波羅登月計劃

1、緣起：（1）美國“腫瘤計劃”的擱淺（2）科學家的膽略諾貝爾獎獲得者Renato

Dulbecco（杜伯克）1986年發(fā)表于《Science（科學）》雜志的短文《腫瘤研究的轉(zhuǎn)折點：人類基因組測序》中指出：“如果我們想更多地了解腫瘤，我們從現(xiàn)在起必須關注細胞的基因組。……從哪個物種著手努力？如果我們想理解人類腫瘤，那就應從人類開始……。人類腫瘤研究將因?qū)NA的詳細知識而得到巨大推動?！比祟惢蚪M計劃于1990年10月正式啟動！2、目標：完成人類基因組全部DNA序列測定。人類單倍體基因組含30億堿基對(bp)的DNA序列，包括約3-4萬個基因，分布于22條常染色體和X、Y性染色體。遺傳圖譜轉(zhuǎn)錄圖譜0.7cM

或kb

序列圖譜物理圖譜100kbSTSmap四張圖：物理圖轉(zhuǎn)錄圖遺傳圖序列圖

通過對進化不同階段的生物體基因組序列的比較，發(fā)現(xiàn)基因組結(jié)構組成和功能調(diào)節(jié)的規(guī)律模式生物體的研究

利用酵母、線蟲、果蠅、斑馬魚、小鼠等模式生物體進行基因的除或轉(zhuǎn)基因的研究，從而在整體水平認識基因的功能。

Discoverycannotbewaited!

世界上每分鐘有10個兒童死于營養(yǎng)不良每小時有11個美國人死于用藥不當愛茲病毒每天在一個病人身上擴增一億倍人類基因組計劃大事記

1986年3月諾貝爾獎獲得者雷納托·杜貝科在《科學》雜志上撰文，呼吁早日實施人類基因組（HGP）測序計劃

1987年10月科學家公布首個有403個位點的遺傳圖

1990年4月美國宣布基因組測序的5年計劃1990年8月美國國立健康研究院開始在大腸桿菌等4種模式生物體上實施大規(guī)模的測序工作

1990年10月美國確定把當年的10月1日作為官方實施HGP的起始日期，被譽為生命科學“阿波羅登月計劃”的國際人類基因組計劃啟動

1991年10月日本宣布實施水稻基因組測序計劃

1992年6月克里格·文特創(chuàng)建私人的基因組研究機構1992年10月美國和法國研究小組分別完成首個Y染色體和第二代20號染色體的物理圖

1992年12月美法兩國科學家完成了小鼠和人的遺傳圖1993年10月美國公布了1993－1998年的5年測序計劃，并預計到2005年能夠完成人類基因組的測序工作

1995年12月美、法兩國科學家公布了有15000個標記的人類基因組的物理圖

1996年2月百慕大會議召開，國際人類基因組計劃的參與者一致同意人類基因組的測序數(shù)據(jù)在24小時內(nèi)向公眾公開

1996年4月DNA芯片進入商業(yè)化應用1996年10月酵母菌的完整序列被測出1998年2月日本、美國、歐洲、中國等科學家商定聯(lián)合開展水稻基因組的測序工作

1998年10月人類基因組計劃的公立陣營宣布提前于2001年完成人類基因組的工作草圖，整個終圖的完成期將從2005提前到2003年

1998年12月英國的桑格中心和華盛頓大學的科學家宣布破譯美麗線蟲的基因組序列

1999年9月公立陣營宣布將在未來三年內(nèi)花費1.3億美元破譯老鼠的基因組序列

1999年12月英、日、美三國科學家聯(lián)合完成首條人類染色體（22號染色體）的測序任務

2000年3月塞萊拉公司宣布完成果蠅基因組的測序工作，這是已被破譯的基因數(shù)量最大的一個基因組

2000年5月德國和日本的科學家公布了人類21號染色體的全部序列

2000年6月美國白宮召開會議，宣布人類基因組“工作框架圖”完成2000年10月科學家宣布將在2001年3月前完成河豚魚基因的測序工作

2000年12月美、英等國科學家宣布繪出擬南芥基因組的完整圖譜，這是人類首次全部破譯出一種植物的基因序列

2001年2月人類基因組計劃公立陣營在15日出版的《自然》雜志、塞萊拉公司在16日出版的《科學》雜志上公布各自的人類基因組測序草圖

1999年12月用“逐個克隆法”獲得第一條人類染色體—22號染色體完成序列

2000年3月用“全基因組鳥槍法”獲得果蠅全基因組序列。2000年6月公共領域測序計劃工作框架圖

2000年12月美、英等國科學家宣布繪出擬南芥基因組的完整圖譜，這是人類首次全部破譯出一種植物的基因序列?！爸饌€克隆法”：對連續(xù)克隆系中排定的BAC克隆逐個進行亞克隆測序并進行組裝(公共領域測序計劃)人類基因組計劃：大規(guī)模測序基本策略“全基因組鳥槍法”：在一定作圖信息基礎上，繞過大片段連續(xù)克隆系的構建而直接將基因組分解成小片段隨機測序，利用超級計算機進行組裝(美國

Celera公司）六國科學家公布人類基因組細節(jié)研究成果

一、基因數(shù)量少得驚人。一些研究人員曾經(jīng)預測人類約有14萬個基因，但塞萊拉公司將人類基因總數(shù)定在2.6383萬—3.9114萬個之間。如果最終確定出的基因數(shù)在這個范圍內(nèi)，比如3萬個左右，那么，人類只比果蠅多大約1.3萬個基因。塞萊拉公司的科學家測出的序列準確地覆蓋了基因組的95%，并已經(jīng)確定了所有基因的2／3，平均測序精度為99.96%。二、人類基因組中存在“熱點”和大片“荒漠”。人類基因組序列中所謂的“荒漠”就是包含極少或根本不包含基因的部分，基因組上大約1／4的區(qū)域是長長的、沒有基因的片段。基因密度在第17、第19和第22號染色體上最高，在X染色體、第4、第18號和Y染色體上相對貧瘠。三、35.3%的基因組包含重復的序列。這意味著所有這些重復序列，即原來被認為的“垃圾DNA”應該被進一步研究。事實上，第19號染色體57%是重復的。除了重復片段，科學家還鑒定了210萬個人與人之間不同的基因序列，這些序列被稱為“單核苷酸多態(tài)性”，它們通常是無害的。四、地球上人與人之間99.99%的基因密碼是相同的。研究發(fā)現(xiàn)，來自不同人種的人比來自同一人種的人在基因上更為相似。在整個基因組序列中，人與人之間的變異僅為萬分之一。2003.5.28—2003.6.2冷泉港

人類基因組完成圖發(fā)布會人類基因組研究國內(nèi)研究進展：

1999年7月，中國科學院遺傳所人類基因組中心在國際人類基因組HGSI注冊，承擔了其中1%，即3號染色體上3000萬個堿基的測序任務，使我國成為繼美、英、德、日、法之后第六個參與該計劃的國家，也是唯一的發(fā)展中國家。

2001年8