中國科學院院士張永蓮

　　引 言

　　2001年，中、美、日、德、法、英等６國科學家和美國塞萊拉公司聯合公布了人類基因組圖譜及對它的初步分析結果。這一重大成果是人類獻給新世紀、新千年的一份厚禮，標志著生命科學又向縱深邁進一步。

　　人類基因組的初步分析結果，與科學家們對其它動植物基因組研究所獲得的最新進展一起，為生命科學在新世紀實現飛躍構筑起堅實的“平臺”。過去10年來，科學家們已繪制出40余種物種的基因組圖譜。據預測，在未來10至20年里，科學家還將解讀大量生物的遺傳密碼，與此同時，基因組研究重點將進入確定基因結構與功能等應用研究階段，生命科學因此將迎來新的大發(fā)展。

　　人類基因組計劃也將為推動醫(yī)學進步帶來空前機遇。通過對人類基因組圖譜的初步分析，科學家們已初步確定了30種致病基因，而隨著下一步對人體各種致病基因展開全面大搜索，以及對各種基因功能及基因之間相互作用了解的加深，科學家們將在分子水平上深入了解疾病的根本發(fā)病機理，將為各種疾病的診斷、防治和新藥的開發(fā)提供有力武器。人類基因組計劃的最大影響，將體現在與人們生活息息相關的醫(yī)療保健領域，基因診斷、基因療法和基因藥物等的開發(fā)，有可能成為未來醫(yī)學發(fā)展的重要分支。

　　以人自身為對象的人類基因組研究，給人類的未來展示了美好的前景，在迎接生命科學不斷取得的新突破的同時，如何充分考慮到這些突破可能帶來的負面影響、讓它們最大限度地造福人類，已成為新世紀之初擺在我們面前的一項迫切課題。

　　基因的發(fā)現

　　人類基因草圖公布是生命科學研究的又一個里程碑，激起了世界范圍的“掘金潮”，人類從此進入了功能基因組時代。今天這個講座想告訴大家，人類基因草圖是什么？要達到預期效果，還有多少工作要做？ 　　　　    什么叫基因？150年以前，有一個牧師孟德爾，以豌豆進行植物雜交試驗，并提出了遺傳因子的獨立分配率（遺傳原理）。當時這個分配率并沒有引起大家的注意。若干年后，幾個來自荷蘭、德國、奧地利的科學家不約而同觀察到這一現象，后來他們查閱了文獻，發(fā)現原來35年前就有人發(fā)現這個定律，因此就命名為孟德爾定律。伺候丹麥科學家用希臘文命名為“基因”，意思是“給予生命”。1910年，美國遺傳學家摩爾根用果蠅做試驗，研究果蠅遺傳學，提出遺傳的染色體理論，他發(fā)現基因的化學本質是脫氧核糖核酸。1944年，美國科學家發(fā)現細菌性狀轉化的因子是DNA。1944年美國科學家O．T．Avery發(fā)現細菌性狀轉化的因子是ＤＮＡ，到了1952年，美國科學家Ａ．Ｄ．Ｈｅｒｓｈｅｙ用放射性同位素Ｐ32, Ｓ35證實了這個理論。

　　1953年，英國科學家詹姆斯?沃森（Ｗａｔｓｏｎ）＆弗蘭西斯?克里克（Ｃｒｉｃｋ）提出ＤＮＡ雙螺旋模型。雙螺旋像麻花一樣，合在一塊，由Ａ、Ｔ、Ｃ、Ｇ四個核苷酸構成，Ｔ、Ａ和Ｃ、Ｇ配對，形成雙螺旋。平常，細胞的狀態(tài)可以變的。在染色體上，我們都可以定位哪個基因在哪里，有的疾病是由于染色體不完全導致的。核糖體是制造蛋白質的小工廠，每三個核苷酸就編成一個氨基酸。

　　人類基因組圖譜上的，有些編碼是蛋白質，變成ＲＮＡ，然后轉化成蛋白質前體。我們可以通過一個電影片斷，形象地給大家分析什么是人類基因組的計劃。我們知道人笑的時候肌肉是要工作的，我們用眼睛來看看細胞的工作，這是一個人體細胞，它是由許多個ＤＮＡ生成的，每一個細胞里都有一樣的ＤＮＡ，它是個雙螺旋體，都是由Ｔ?熏Ａ和Ｄ?熏Ｃ配對組成的。但是不同的細胞里由ＲＮＡ聚合酶，它有三個密碼，然它把雙螺旋解開，把核肝酸變成ＲＮＡ?熏然后從細胞核里鉆出來……，最后變成一個蛋白質，到各個地方工作去了。事實上一個人的身體里有好多基因在工作，一個工作需要好多基因協調完成，所以是一個很復雜的工程。