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尚未获得诺贝尔奖的五项成就——人类基因组计划（HGP）的补充

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2013-10-9 11:20

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标签：基因组, 诺贝尔奖, 计划

尚未获得诺贝尔奖的五项成就——人类基因组计划（HGP）的补充

诸平

尚未获得诺贝尔奖的五项成就之一——人类基因组计划（HGP）的表述可能在某些方面不够确切，下面就在进行一些补充说明。

努力破解人类DNA构成是历史上的最庞大的科学活动之一。人类基因组计划（THE HUMANGENOME PROJECT）简称HGP是对人的23条染色体的DNA进行核苷酸序列测定、功能鉴定的研究计划。

谈到HGP其中有3个主要人物不得不提，即弗朗西斯·柯林斯（Francis Sellers Collins ，1950-）、克萊格·凡特（Craig Venter，1946-）以及埃里克·兰德（Eric S. Lander，1957-）。

弗朗西斯·柯林斯（Francis Sellers Collins ，1950-）是詹姆斯·沃森（James Dewey Watson）在1992年离开HGP之后，接任了美国国家卫生研究院基因组研究中心的领导、组织工作。

克萊格·凡特（Craig Venter，1946-）是塞雷拉基因组公司（Celera Genomics）的创办人与前任总裁，此公司在他的带领下展开与人类基因组计划互相竞争、且具有商业目的之研究计划，此后他逐渐成名。这场计划开始于1999年，特色之一是使用了“霰弹定序法”（shotgun sequencing）。塞雷拉研究计划的目的是要建立一个需付费才能使用的基因组数据库。此目的在遗传学界并不受欢迎，并激起许多团队加速将成果公开。塞雷拉公司用来研究基因组的DNA来自5个人，其中一位便是凡特本人。最后私有化的意图并未达成，而凡特与人类基因组计划的代表弗朗西斯·柯林斯（Francis Collins）共同出席了由美国总统比尔·克林顿（William Jefferson "Bill" Clinton，1946-）主持的基因组计划完成宣告。虽然2002年塞雷拉公司董事会将凡特解雇，但是他对于HGP的贡献是有目共睹和不可否认的。对于凡特的更多信息可以浏览“Craig Venter: 能卖梦的科学家。”

至于麻省理工学院教授、怀特黑德研究所成员、麻省理工和哈佛布罗德研究所主席埃里克·兰德（EricS. Lander，1957年2月3日生），他是人类基因组医学的参与者之一。

HGP已经在2003年完成,此项目的完成对于解决困惑医生多年的疾病奥秘大有帮助。然而,尽管其规模和重要性缺乏的一些诺贝尔奖得主的主要特征。诺贝尔奖委员会喜欢原始科学思想或激进的做法,而且是将奖项颁发给个人而不是项目组。再说继美国之后，英国、日本、法国、德国、中国等18个国家相继参与此计划，成为重大国际合作计划。当这个项目开始时,一些基因组已经被成功地描绘出其谱图，所以说HGP项目可以说没有什么新突破，只能说是在已有成果的基础上更加完善。同样,2002年有三位科学家（ SydneyBrenner，H.Robert Horvitz， John E. Sulston）因为他们对于基因研究的早期贡献而获得了诺贝尔生理·医学奖，所以诺贝尔委员会可能会觉得它已经覆盖了该领域，不会对人类基因组计划研究再次授奖。

HGP的背景知识

HGP启动的重要原因是美国能源部的推动。1984年，在美国犹他州的Alta，由美国能源部资助的一个旨在讨论日益发展的DNA重组技术的会议上，科学家们第一次讨论了人类基因组测序的价值。而首次对于人类基因组测序的可行性进行认真的探讨是在1986年由罗伯特·辛西默（RobertSinsheimer）主持的一个会议上。与会者的发言非常地大胆：“这一启动计划（人类基因组启动计划）的最终目标是了解人类基因组”，“就像了解人类身体构造对于目前医学发展的贡献，对人类基因组的了解将对医学和其他健康科学研究提供必不可少的支持”。随后，美国能源部健康与环境研究项目主任查尔斯·德利西(Charles DeLisi)决定对人类基因组启动计划进行资助，资助金额为530万美元，用于发展关键性技术与资源。

1988年，人类基因组计划再次得到显著的推动，DNA双螺旋结构的发现者和1962年诺贝尔生理·医学奖的获得者詹姆斯·沃森（James Dewey Watson）领导着美国国家卫生研究院中新成立的一个基因组研究中心，加入了这个计划。对于人类基因组计划，沃森的评价是：“不尽快将它（人类基因组计划）完成将是非常不道德的”，“我有幸有机会让我的科学生涯从双螺旋跨越到三十亿步（指的是组成人类染色体的单倍体中的核苷酸序列由30亿个碱基对组成的）的人类基因组”。但沃森于1992年离开该计划，其位置由弗朗西斯·柯林斯（Francis Sellers Collins ，1950-）取代。

1990年，投资30亿美元的人类基因组计划由美国能源部和国家卫生研究院正式启动，预期在15年内完成。随后，该计划扩展为国际合作的人类基因组计划，英国、日本、法国、德国、中国和印度先后加入，形成了国际基因组测序联盟。为了协调各国人类基因组研究，1988年在维克多·马克库斯克等科学家的倡导下，国际人类基因组组织（HUGO）宣告成立。

由美国生物学家、1975年诺贝尔生理·医学奖得主之一的罗纳托·杜尔贝科（Renato Dulbecco，1914年2月22日－2012年2月19日）于1986年率先提出。他认为,如果我们希望更多地了解癌肿,必须将注意力集中于细胞基因组,从测定基因组的核苷酸序列着手。该建议的提出引发了科学界长达三年的激烈争论。

1990年7月，美国将HGP正式列入国家重大项目，美国国会还通过了30亿美元的研究经费正式启动该计划，预计用15年的时间，在2005年绘出人类基因图谱。继美国之后，英国、日本、法国、德国、中国等18个国家相继参与此计划，成为重大国际合作计划。这是迄今为止在生命科学领域最宏大的研究计划，与20世纪的“阿波罗计划”和“曼哈顿工程”并列，也被称为生命“阿波罗计划”。中国于1999年9月获准加入人类基因组计划并承担了1%的测序任务。我国科学家杨焕明教授为争取和主持完成中国参与人类基因组序列的测定立下汗马功劳。

HGP的基本的工作，就是完成全部人类基因的测序，这个充满挑战的过程总共要做出4张图谱，生命的奥秘就在这4张图谱中形象的展现出来。

（1）遗传图谱：利用人类家族遗传史和染色体上基因交换频率的试验数据，推断任何2个已知性状的基因之间的距离，根据点测试验确定各基因在基因组中的相互位置和排列顺序。

（2）物理图谱：在特定染色体区域内确定基因在染色体上的实际排列顺序，对基因定位。

（3）序列图谱：进行DNA的核苷酸测序分析。找出30亿个碱基对的准确位置或测出30个核苷酸的整个序列，并在基因图谱上表示出来。这相当于在北京到上海的公路旁种30亿棵树，而且是4种树，要把每一棵树的准确位置标出来。这是人类基因组计划最繁重、耗时最多的工作，是人类基因组计划的核心部分。

（4）基因图谱：鉴定 DNA上所有基因的位置、结构、功能，分析其作用方式，解读人类的全部遗传信息。人类基因组计划的目标是建立人类基因组的结构图谱，并绘出人类基因图。

关于HGP的更多信息请注意浏览相关文献，不再赘述。