人类基因组计划

人类因组基划(计huanmg neoemp orjcteH,PG是)由美国学科、诺家尔贝奖获得Re者ant dulbecco于1o98年6在 志《杂Sicecn》e上表的文章中率先提发出的，在阐旨人明 基因类脱氧核组糖核(酸NAD3×1)09苷核的酸序列阐明， 所有类人基并因确定在染其色的体置位，从破译而人类全遗传 部息。信美国1于909年正式动人启类因组基划计估，到计2003 年完人成基类因全部序组列测。定欧体、共日、加本大拿、巴 、印度、中西也国继相出提了自的各基组研因究划计。于由各国政 府和学家的科共努同力，HGP目前已为全在范球围合作 的目项随着数理化、信息、材；等学科料渗透和的工化业管理模式的 进引，GHP已正成真生命科为领学的域科学程，基工组 (因egnmicos作为一门新兴)科也应学而生。运

1与此同

,科时界也在思索学类人基因组计划完成后下的一步 工，作此因有就了后基“组因划计”p(so-gtneoemp ojrct)的提法e。大数多学科认为家定于原0032年完所的人 类成因基计组划是一只以测序为主的个结基因构组(学sructurtalgenmocs)i究，研所而谓的后基因组“划”计应该对是因基功的能研，究所谓的即能功基组因(fu学ncitonalgeno misc)。 外，一此些的新念概：“蛋如质组(白potermo)”、e“环境 基因组学e(vnionmernatl gnomecs)”i“肿和瘤因组基解剖 计学(划cacer ngeome anntaomypr oject,CAG)P等等”也

不在向外断延伸。2

一、

结构基组因 学()一人类因基作图组类基因组人作图据使根的标记和手用段同，不初的作图有期二种 ：是一通计过连锁算的遗标传之记重组频率而确间它定们对距相离的遗 传锁图，一连用般摩(cM)厘表来；示是二定各确传遗标记之间物距离理物的图，一般用碱理(基p)或千碱基b(k)或兆碱基(Mb)b表示。来cM的遗传距离大1上致相当于Mb的物1距理离。 随着研工作究的展，进传图和遗物理图逐发生整渐合在此基，础

上量引入基因大标，记从而成形新了一的转代录。图

3

.1遗连传图 锁遗连传锁(ge图ntiec mp)绘a制需要遗传记，早标期遗传的标记主为要生标记化，02纪80世年 代期以中限性片制段长多态性(RFLP度、串)重复联 序列贝多态拷和小卫性星复重顺等序传标记为主，这 遗类记标的数量较，少信息也较；20世低纪08年后代期发展的 短串重联复列序s(hrot atdnem rpeat,eSRT也 )微称星卫mi(rosateclitl,eM)标S记，主为二要苷核酸 重复序，如列：(A)n,它C们染在色体上布较分匀， 信均息量明显高于含RLF,因而P成为遗传连分析极为锁有 的标用记；近年来单个碱基，多态性的sin(glenucl eoidte oplymorpihsmS,NP)标记又被大量使用， 其义已意超了

出遗传作的范图，而围为研成基因组究 多性和样识别定位疾病、相关因的基一新种标记

4。

2 物.图理物 理图(hypscia mlp)a含了两包层义，意是一得分布于获整基因组个的3000个序列标签0点位(s euenqc etgaed sigte,TS),S这可基使因每隔组100bk 离就有距一个标记；二在是此础基上建覆构盖条染色每的体大 段D片N克A,隆如：母人工酵染色(体yaet as ritfciial chrmosoom,eYCA或)细人菌工色染体ba(teriacl ratfiicail chrmosomeo,BCA、人)附加工色染体human(ar tificail pesoiamlc homosorm,eHAE)C人工和噬菌体 染色(P1 b体atceiophrga aretifciilach omorsmo,eAC) P等续克连隆。些图谱这的制进一步定位作它基因其座提了供详 细框的。架5

3.转 图 录构建录图转前的提件是条获得量大因转录本即信基核糖核酸使(mRA)N序列，人的类因基组的基因中数目约在 10万左，构右建转录图先首要获需人类基得的因表达列标签序(ex repsesdse qenceutag ES,T,)此以立一张人建的类转录 ，图并与遗传图的叉参照。交6

4 .DA序列N生物的息信 H学G一开始P就信与高息速路公和据库技数术成了形步同展发。今迄国际上，个四的大物生 息中信即心美国的国生物技家术信中心(息CNB)、基因I组 序列据数库(SGD)B欧、洲子生分实物室验E(MB)L和日 DNA本据库(DDB数)已经建立J和持维了自源百数生物种的 补D互AN(cNAD和基)组因DA序N列大的数型据。这些库心中 全和球的基因组研实验室通过究点网电、子件或邮者接直服与务器 数据库联系和而得获搜寻的统系，使研得究者可在以多种不 的同析系分中对统序数据列提出库质询这些分，包析括因基的发现 、蛋质模体白鉴别、调的控元件的分析重、序复列鉴 别、相的性似分析的、苷核组酸成的分析及以种物的比较等。间7

(

二基因组)的本结构和进基化类人因组基究的研的，不目为仅单了纯积地数据，累而 要且示数提中所蕴据的内藏在规，律而从好地认更识命体生近。 年，来随模式生着体物序测相继完的成人类和因基组测速序 的加快度(1到999年2月1已宣布完成人类第2号染2色体完的 测全)序，特别生物是信所息提的强有力供分的析综和合手段， 使人能够人渐逐过透浩的基瀚因组列序信息去，探索些一更 为本质的题问，:基如组因的杂复度生物与化、进基组编因序码列的结构 、基因和白家族、蛋基因家的族大小其进化。及8

(三)疾的病基因学组HPG的直接动始因素是要解决括肿包在瘤内人类的 病疾的子遗传学问分题，因此与类健康密切相关人另。一方面 ，800多种0单基因传病遗和多大种积面害人危健康的多基 因群疾(如：肿病瘤、心管血病代、

谢性疾、病经神疾、精 神病病、免疫疾性疾)病的病基因致和病疾相关因基人占类

因组基相当中的一部分。大此因疾，基因的病位、定隆克和鉴是定HP的核心部分G

。9

20纪90年世代前，绝之大多数类人传性疾遗的原发病生化基础尚 清楚，不法用无表型-白质-蛋因基传统途径的进行 究。在研GHP的传遗和物作图理动带下出，了现最被初称为“ 求遗反”、传9年0代又初称为“定改克隆法位的全新”思。该 思路的关键路容是：内应用胞遗传学定位细家和第连锁析方法分 ，先将疾首病基定位因于染体色的特定置位然，通后过一步进的 遗和物传作图，使相理区关压域至1缩b之M,此内即可时构 YAC、BA建C、APC、AHCE或粘粒c(oimd)克隆重叠等样， 中从离基因分并在，常正和人患者的DA中N行进构比结较， 终识别最出疾病因。基括包囊纤性维化、unHington舞t病蹈遗 、传结肠性癌乳腺癌等一大、批要疾病的基重因通是过“定位克隆” 现的，从发为这些疾而的基因诊病断未和的来因治基奠 定了疗基。础随人类着因图的日臻基完善一旦某个疾病位点，被 定位即可，从部的局基图因遴中出选结、功构能关相的基进 行因析分，大大将高提病基疾发因现效的率。1

0

目，人类前疾病基因的学研组究已，深到多入基疾病因这一点难多。基因病疾以难用一般的系遗传家连分锁析得突破取，需要人在群遗和标记的传选、数择学型模建的、立统方计的法改进方等进面行不断探的索。11

二

功能基、因学组

GH当前P整的发展体功能基因使组学提到了事日程，议 现出了构结功和基因能组向学功能因基学过组渡转、化过的程 一。认为，般功在能因基组的研究中能可的心核科问学有题因 基的多组样和进化规律；性基组的因 表及达其调；控模生物式体 基组研究等因

12。

(一)因组基多样性人类一是具有个样多性群的体，不不群同体个体在和生物学 状以性在及疾对病的易性/感抗性的差别上反映了 ，化过进程中基组因与、外内环境互作相的用果。开结展类 人基因组样性的多系统研，究无是对于论了人类解起的源进和化 还，是对医于均会学生产重大的影。各响种常见多素因疾病(如： 血高、压糖病尿和精分裂症等)相神关因基研的究 成为将功能因基时代的组究研点热。除利了用态性多传遗标记进 行精定位细这一传统径途，也采将用因基水平再测组序的 法直方接别识异序变，即选列取一定数的量累受未和累 个受，体对所疾病有相或候选关基的因序列全(或编码其区 )进再测行，准序定位其变确相异关标位记。同样，点瘤研 肿究也需要肿瘤相关基因对行大规进的模测

再序。

13

二)(识别类人基因共同变异的已大知多人类基数因的等基因数位量有限是，常仅有的2~3种 。形这成种遗多传性局限性样的原因，很可有是能因 为代人类来现源一个相于当的小群，这有助体揭于开许疾多病 敏性感奥的秘如：载。蛋脂白E基因有种主三变要型E(、 E2和2E4),以可释老年痴呆解症心血和疾管的风险病； 血管性张素原转换紧酶(AC)与E血心管病一疾定相关；性化 学趋因子化受体CKR5-一定程度上影在对响人免类疫缺病陷 毒(HIV)敏感性的。等编非区对评码价疾风病也险是要 重，精确定的位非码编变区异方的可以法对调控区域是异变 系的性筛统，也查利可用密遗传精图在人群体类识中祖先别 染体节色。段1

三4药、基因组物

基因组学多性也样一定在度上决定了人程对体药物的反应，通 过影对响药代物或效谢应路有关基因通的码序编列再测 的，有可能序示个体提药对物应反异的遗差传基学，这就础是“ 物药基组因”学pha(racmgenomoics的)要内主； 容此以作为延，提伸个示体环境反对应异的差遗传学础的基环境基因组也学露已倪端。

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四、蛋质白组蛋白学组质学要从是整上研究蛋体白质其及饰修状态。 目前正发展在准化和标动化自二的维蛋质凝白胶泳电的工体作系 ，括用一包个动自系统来取人类细胞的蛋白质，提而用继色谱 仪行进部分分离，再质谱仪用测检二维饰，修：磷酸如化和 基化。糖外此，也人在有计和设制各作蛋白种质物生 片；蛋芯白的质另一重个工要内容是作建蛋立质相互白用的 作系目统录。生物小即大白-蛋蛋白蛋白和核-之酸间的互作构 了成生命动的活基，础这些作互可能有以通用或特的殊的 “陷井(如”酵：母杂交系双统加)识以。 别之，基因组学总方兴正未艾其现，意义实和远意义 深得已到体人类全共识的，预在不远的将来期人，类因基组 将学对类人健康的计、划生、优育生育产生优大影响。重1

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