炎黃一號(hào) [“炎黃一號(hào)”：破譯黃種人“密碼”]

　　 　　10月11日，中國科學(xué)家對(duì)外宣布“炎黃一號(hào)”繪制完成，距離世界上首份“個(gè)人版”基因組圖譜的誕生僅僅4月余，成本僅幾百萬美元。 　　“炎黃一號(hào)”由深圳華大基因研究院、生物信息系統(tǒng)國家工程研究中心、中國科學(xué)院北京基因研究所合作完成，深圳華大基因研究所承擔(dān)了其中的主要研究任務(wù)。
　　“這不僅是全球第一個(gè)中國人的基因組圖譜，也是世界上超過20億人口的黃種人的第一份基因組圖譜�！鄙钲谌A大基因研究院副院長王俊博士在新聞發(fā)布會(huì)上強(qiáng)調(diào)。在此之前，已有兩個(gè)白種人的基因圖譜問世。
　　這一進(jìn)展，對(duì)于主要分布在亞洲地區(qū)的黃種人整個(gè)群體來說，影響深遠(yuǎn)。
　　“同樣的基因，對(duì)于不同的環(huán)境和人群，都有可能產(chǎn)生不同的作用；因此，對(duì)西方人的研究并不一定就適合中國人，這正是繪制出中國人自己的基因組圖譜的意義所在。”這一項(xiàng)目的總負(fù)責(zé)人、中國科學(xué)院基因組信息學(xué)中心暨北京華大基因研究中心主任楊煥明教授解釋說。
　　
　　四個(gè)“字母”的革命
　　
　　早在上世紀(jì)50年代，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)，人體細(xì)胞中雙螺旋形狀的DNA（脫氧核糖核酸），包括了幾乎所有的遺傳信息。這些遺傳信息，具體體現(xiàn)在DNA大分子的一個(gè)個(gè)特殊的片段上，我們將這些攜帶遺傳信息的片段稱為基因（gene）；所有這些基因，就構(gòu)成了人體的基因組（genome）。
　　從化學(xué)構(gòu)成來看，每個(gè)基因，就是一段核苷酸序列；因?yàn)閴A基的不同，這些核苷酸又可以分為腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)四種。通常一個(gè)基因上，有幾千個(gè)甚至上萬個(gè)核苷酸。這樣，一個(gè)人的基因組，即一個(gè)人的所有遺傳信息，就是由大約30億個(gè)這樣的“字母”構(gòu)成的序列。
　　1985年，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者雷納托?杜爾貝科在美國《科學(xué)》雜志上第一次提出了“人類基因組計(jì)劃”，呼吁進(jìn)行人類全基因組測序，即給這30億個(gè)“字母”排排隊(duì)，希望能夠由此揭開生命的奧秘。
　　1990年10月，美國政府決定出資30億美元，正式啟動(dòng)“人類基因組計(jì)劃”。原本預(yù)期在2005年完成的人體全部基因序列工作，在2003年就提前完成。
　　其中，1999年7月在國際人類基因組組織注冊(cè)后，北京華大基因研究中心也承接了該項(xiàng)目中的人類3號(hào)染色體短臂上一個(gè)約3000萬個(gè)核苷酸序列的測序任務(wù)，約占人類整個(gè)基因組的1％。
　　當(dāng)時(shí)基因測序所使用的技術(shù)，是英國桑格研究所創(chuàng)立人弗雷德里克?桑格發(fā)明的雙脫氧終止法。即根據(jù)核苷酸在某一固定的點(diǎn)開始生長，在某一個(gè)特定的堿基處終止，不同的核苷酸長成不同的長度，在凝膠上電泳進(jìn)行檢測，從而獲得DNA序列。1980年，他因此獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
　　這一技術(shù)雖然幫助人類開始了“基因革命”，但無論是在速度、成本還是準(zhǔn)確度上，都存在相當(dāng)?shù)娜毕荨Ｕ�因如此，從上世紀(jì)90年代末開始，科學(xué)家開始不斷開發(fā)新一代的自動(dòng)測序技術(shù)，以提高測序效率。
　　在過去短短數(shù)年中，基因測序領(lǐng)域的技術(shù)革新無疑是驚人的。
　　2007年5月，“454生命科學(xué)公司”與貝勒醫(yī)學(xué)院合作，完成了對(duì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)明人之一詹姆斯?沃森的基因組測序。只用了兩個(gè)月的時(shí)間，花費(fèi)不到100萬美元；速度比原來提高了上百倍，成本下降了上百倍。
　　就以此次深圳華大基因研究院所使用的5臺(tái)美國solexa公司出品的自動(dòng)測序儀為例，從開始準(zhǔn)備到完成第1個(gè)黃種人的基因組測序，也只用了3個(gè)月的時(shí)間；不僅如此，測序的準(zhǔn)確度，也提高了5到10倍。
　　“包括藥品、機(jī)器折舊和人工在內(nèi)的成本，大約為四五百萬元人民幣�！鄙钲谌A大基因研究院副院長李松崗教授說道。
　　華盛頓大學(xué)基因組學(xué)系教授、美國科學(xué)院院士梅納德?奧爾森指出，隨著儀器的進(jìn)步，已經(jīng)正式開啟了對(duì)個(gè)人進(jìn)行基因組測序的空間：雖然現(xiàn)在成本對(duì)于普通人而言依然很高，但對(duì)于許多研究機(jī)構(gòu)來說，已經(jīng)可以接受了。
　　
　　從1到100
　　
　　在奧爾森教授看來，單獨(dú)一個(gè)人的數(shù)據(jù)，科學(xué)上的研究意義相當(dāng)有限。但他指出，中國人完成黃種人的基因圖譜繪制，表明“中國已經(jīng)成為基因組學(xué)這一國際科學(xué)界最活躍的領(lǐng)域中的一個(gè)主要參與者”。
　　根據(jù)目前的人種學(xué)研究，人類分為四種，包括白種人、黑種人、黃種人和澳大利亞土著人。從生物學(xué)上看，白種人和黃種人比較接近，同黑種人差異較大。到目前為止，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，具備編碼功能的基因，僅占人類基因組的不到10％；任何兩個(gè)人之間基因上的差異，都不到0.01%。但也正是這0.01%看上去有些微不足道的差異，卻帶來了不同人種間身高、體型、膚色等各方面的差異。
　　因此，盡管黃種人在生物學(xué)上與白種人比較接近，在國際上已經(jīng)有了白人基因圖譜之后，通過繪制黃種人的基因組圖譜，來尋找哪怕是最細(xì)微之處的差別，仍十分重要。
　　然而，選擇什么樣的個(gè)體作為黃種人的代表，來進(jìn)行基因組測序，這是個(gè)問題。
　　在李松崗看來，第一個(gè)人的選擇其實(shí)并不難。雖然他不愿意透露其具體身份，但有幾個(gè)先決條件是肯定的，即這個(gè)人起碼在血統(tǒng)上是中國人，幾代內(nèi)都沒有混血，而且沒有明顯的疾病，大致是個(gè)正常人。
　　困難的是如何選擇隨后的99個(gè)人，以獲得一個(gè)合理的小樣本，來反映不同人種間的差異性。
　　通常認(rèn)為，只有獲得上百人的基因組數(shù)據(jù)之后，才可能歸納總結(jié)得到不同人種間帶有共性的差異。因?yàn)檫@100人的選擇，必須要考慮到整個(gè)黃種人族群的特點(diǎn)，包括各個(gè)民族之間的差異等；而且，從現(xiàn)有的人類學(xué)知識(shí)來看，有時(shí)不同民族之間的生物學(xué)差異，甚至還不如地域上的差異大。
　　中南大學(xué)生物技術(shù)學(xué)院一位不愿透露姓名的負(fù)責(zé)人表示，以中國人的生物學(xué)特征為例，明顯地以長江為界分為南北兩派；這種遺傳上的差異，應(yīng)該是漫長的歷史中天然阻隔產(chǎn)生的聚集效應(yīng)反映在進(jìn)化上的結(jié)果。
　　因此，在各種復(fù)雜的因素中間，如何根據(jù)一定的比例分配樣本量，選擇最能代表黃種人的99個(gè)人，還需要進(jìn)一步的精心設(shè)計(jì)。
　　另外一個(gè)問題是，根據(jù)目前的普遍認(rèn)識(shí)，疾病的發(fā)生，往往不僅取決于遺傳，也取決于環(huán)境；根據(jù)膚色或者說人種，來對(duì)基因組進(jìn)行全面研究，到底能在多大程度上幫助人類對(duì)抗疾�。�
　　在奧爾森看來，利用膚色來區(qū)分遺傳特異性，將極大地增進(jìn)人類對(duì)疾病的了解，從而提高應(yīng)對(duì)疾病的能力。
　　不同人種之間在疾病上的差別，不僅表現(xiàn)在疾病的易感性上――比如中國人鼻咽癌患病率就相對(duì)較高，其中以廣東等地為最，即使移民到美國也一樣――同時(shí)，也表現(xiàn)在對(duì)藥物的反應(yīng)上。例如，從總體上看，黃種人兩種主要的藥物代謝酶CYP2D6和CYP2C19的活性就低于白種人，因此使用某些心血管藥物的時(shí)候，所用的劑量就應(yīng)該略微低一些。
　　因此，一旦了解各個(gè)人種在遺傳上的特異性，雖然還無法回避環(huán)境的影響，仍可以幫助人類更有針對(duì)性地采取預(yù)防疾病，甚至治療疾病。
　　
　　解碼第一步
　　
　　根據(jù)華大基因研究院的設(shè)想，也許就在10年之內(nèi)，僅僅花費(fèi)1000美元左右，每個(gè)人就可以得到自己的基因圖譜；從而發(fā)現(xiàn)自己容易得什么病，應(yīng)該采取什么針對(duì)性的治療手段，以延長自己的壽命，并且提高生命質(zhì)量。
　　但奧爾森教授提醒說，從技術(shù)上說，10年內(nèi)測序技術(shù)提高到普通人都可以接受的程度，是有可能的；不過，即使得到了基因序列，也僅僅是“萬里長征”的第一步。要真正讀懂這本“天書”，要走的路還很長很長。
　　要讀懂基因圖譜，不僅需要先進(jìn)的儀器，更需要在經(jīng)驗(yàn)、技能和分析能力上都兼?zhèn)涞难芯咳藛T。這樣的人在全世界范圍內(nèi)也屈指可數(shù)。
　　在基因序列內(nèi)的堿基序列的改變，往往會(huì)使得以其為藍(lán)本進(jìn)行“翻譯”的蛋白質(zhì)序列發(fā)生改變，從而影響了蛋白質(zhì)的功能。
　　這種改變，被認(rèn)為是導(dǎo)致生物性狀改變的直接原因。所以，找到這些改變的地點(diǎn)并全部進(jìn)行標(biāo)記，將是比排列全基因組更繁重的工作。
　　或許，短期之內(nèi)，對(duì)于普通人而言，針對(duì)某種特定疾病進(jìn)行檢測的“單核苷酸多態(tài)性（SNP）”檢測，也許更加現(xiàn)實(shí)可行一些。
　　在幾千、上萬個(gè)核苷酸構(gòu)成的基因上，只要出現(xiàn)一個(gè)核苷酸的變化，其表現(xiàn)形式就大不一樣�？茖W(xué)上，將這種變化稱為“單核苷酸多態(tài)性”。它是人類可遺傳的變異中最常見的一種，占所有已知多態(tài)性的90%以上。平均每500至1000個(gè)堿基對(duì)中就有一個(gè)SNP，估計(jì)其總數(shù)可達(dá)300萬個(gè)。
　　深圳微芯生物科技有限公司總裁魯先平指出，通過SNP分析，不僅可以進(jìn)行疾病易感基因定位，也可揭示人群中不同個(gè)體對(duì)不同藥物的敏感性差異，甚至可以用于罪犯身份的鑒別、親子鑒定以及器官移植中供體和受體間的配對(duì)選擇等方面。
　　因此，從這種意義上講，完成黃種人的全基因組測序，其意義不僅在于可以幫助人們預(yù)測是否會(huì)得心臟病、糖尿病等，更重要的是，它為我們打開了一本寫著人體“遺傳密碼”的大書，哪怕現(xiàn)在還僅僅是扉頁。
　　
　　“神秘島”的恐慌
　　
　　不過，“炎黃一號(hào)”的問世也引起了部分人的恐慌。“我總是不由自主地想起《神秘島》�！睆母呓粫�(huì)去往華大基因研究院的路上，一位媒體同行表現(xiàn)出一絲憂慮。
　　《神秘島》又名《逃出克隆島》，描述了一個(gè)貌似烏托邦、卻被21世紀(jì)中葉先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)設(shè)備武裝起來的社區(qū)。社區(qū)里的所有居民都是“神秘島”居民們的克隆人，他們的存在只是為了給他們的“原型”提供各種更換用的身體零件，而這個(gè)社區(qū)其實(shí)只是個(gè)軟禁他們的牢籠……
　　如果有一天，生命密碼完全解開，“基因”變得像流水線上的產(chǎn)品可以隨意生產(chǎn)，電影中的可怕一幕會(huì)成真嗎？
　　“基因科學(xué)確實(shí)很敏感，主要就是對(duì)‘克隆人’的擔(dān)心，但這在任何一個(gè)國家都不允許出現(xiàn)�！鄙钲谌A大基因研究院克隆平臺(tái)負(fù)責(zé)人杜玉濤表示。
　�。ňC合《財(cái)經(jīng)》2007年第22期、《望東方周刊》2007年第44期，作者為該刊記者）

相關(guān)熱詞搜索：炎黃 破譯 密碼 “炎黃一號(hào)”：破譯黃種人“密碼” 炎黃一號(hào) 炎黃一號(hào)破譯國人基因密碼