“浙里”科学家故事㊲丨从1%到领跑环球基因探讨中邦凭啥惊艳天下
正在百年的科技斗争史中,浙江英才辈出,灿若繁星,浩繁有名科学家正在“浙里”熠熠闪光。为发扬新时期科学家精神,省科协发展“打制科学家群落,发扬科学家精神”行为。本号特推出“‘浙里’科学家故事”专栏,以发扬科学家精神为主线,通过摘录、转载和整顿等体例,全方面外示一批近代浙籍或正在浙江办事过的有名科学家的故事,传承科学家精神,修养良好学风,开导全省科技办事家为诚实践行“八八策略”、奋力打制“首要窗口”,争创社会主义今世化先行省,高质地起色维护配合浊富演示区凝结力气。
2003年4月14日,美、中、英、日、德、法等邦连合揭橥,人类基因组序列图提前绘制告终。至此,被誉为性命科学“登月方案”的人类基因组方案(Human Genome Project,HGP)告一段落。中邦科学家团队依附本领攻坚告终从跟跑者到邦际基因组学团结首要列入者的超过,为中邦性命科学研讨跻身寰宇前哨奠定基石。这日,回想这一经过,致敬他们为中邦基因组学起色作出的优异进献。
杨焕明,基因组学家,中邦科学院院士,1952年出生于浙江温州乐清市。他是行动中邦代外初次列入邦际HGP方案的科学家之一,他体验、睹证并列入了邦际和邦内HGP从磋商、实践到告终的一概经过。
目前,基因检测本领已“走进寻常公民家”,而正在二三十众年前,即使是科学家,关于基因检测本领也很目生。
2003年4月14日,美、中、英、日、德、法等邦连合揭橥,人类基因组序列图提前绘制告终。该序列图掩盖了人类基因组所含基因区域的99%,无误率到达了99.99%。至此,历时10众年,耗资27亿美元,被誉为性命科学“登月方案”的人类基因组方案(Human Genome Project,HGP)毕竟以人类基因组序列图提前绘制告终告一段落。中邦行动独一列入这项方案的起色中邦度,负责了个中1%的职司,告终了3号染色体上3000万个碱基对的测序办事。
恰是这看似不起眼的1%,促使中邦成为了环球率先不妨独立告终大型基因组说明的邦度之一,启发中邦基因组学研讨跻身寰宇前哨,闭连界限的起色也从追逐告终并跑,乃至局限细分界限的领跑。
“也许1%对扫数项目而言有些微亏欠道,但它的实践给我邦基因组学起色所带来的意旨却是强大的。即使咱们不参与,将来生物本领界限将永恒仰人鼻息。”时隔众年,中邦科学院院士、HGP中邦项目提倡人杨焕明如是阐释当初参与HGP的来历。
1990年,美邦启感人类基因组方案,生气连合英、日、法、德等邦,用15年告终人体23对染色体30亿个碱基对的测序职司,绘制出4张图:遗传图、物理图、序列图、转录图。
“咱们顿时认识到,这是改写中邦性命科学身分的契机。如果咱们不做,错过史籍时机,咱们即是罪人。”杨焕明说。
1997年11月,中邦遗传学组青年委员会第一次集会召开。正在此次会上,杨焕明等人倡议中邦参与“人类基因组方案”,并明晰提出了一整套构想。恰是这套构想,促成了日后中邦科学院遗传研讨所人类基因组中央的出生、运转和起色强盛。
1999年7月,邦际人类基因组测序团结组立案,杨焕明等人以中邦科学院遗传研讨所人类基因组中央的外面申请参与“邦际测序俱乐部”。邦际人类基因组机闭允许了中邦专家的申请,并正在网上揭晓了中邦科学院遗传研讨所人类基因组中央的注册。邦际人类基因组方案机闭承当人将中央称为“BEIJING CENTER”——“北京中央”。
1999年9月1日,人类基因组第五次策略磋商会正在伦敦召开,此时距人类基因组“办事草图”的告终时候惟有半年众,而此次集会即是结尾确定各邦科学家负责的职司,能否分到这块“蛋糕”,成败正在此一举。
行动人类基因组方案邦际机闭中邦接洽人,杨焕明不卑不亢、有张有弛的陈述,揭示了“北京中央”的科研才力,邦际同行类似以为,中邦科学院遗传研讨所人类基因组中央的摆设运转景况已到达邦际先辈秤谌,中邦科学家已担任基因测序的本领枢纽和细节。
集会结尾确定中邦负责1%的测序职司,也即是3号染色体短臂上约3000万个碱基对的测序。中邦从而成为继美、英、德、日、法之后第6个列入人类基因组方案的邦度,也是独一的起色中邦度。
按方案,人类基因组“办事草图”正在2000年春末告终。惟有不到一年的时候,中邦人能否和邦际同行同步登上这座顶峰?这是一个极为厉苛的离间。
1999年9月9日9时,北京顺义空港工业区,一个纯粹的中邦“1%项目”策动大会准时举办。为了抢时候,大范围的基因测序于1999年10月1日正式发轫。科研职员愚弄14台测序仪对基因资料——碱基举办测序。
与此同时,科技部、中邦科学院和邦度高本领方案生物界限专家委员会进程论证决策予以最大增援,1%职司被阐明到邦度人类基因组南方中央和北方中央,科学家联起手来,发轫了向人类基因组方案的结尾冲刺!
没有节假日和周末,完全人都倾尽致力,以准时告终职司。测序经过中,科学家发明3号染色体短臂的DNA片断富含反复序列,老例“鸟枪法”测序差错率高达15%。团队立异性地采用“克隆池分级筛选法”——将DNA切割成15万个片断,通过大肠杆菌克隆扩增后逐级比对。“这就像把一本撕碎的书拼回原样,但每页都有大宗反复字句。”原HGP中邦项目中心成员汪筑纪念说。
2000年5月,美邦冷泉港,人类基因组再次举办策略集会,列入群众人类基因组方案的6邦科学家群集一堂,此时各个研讨中央所负责的测序职司都已亲密尾声或已做完。
当杨焕明报告中邦负责的职司一概告终时,激烈的掌声随即正在全场响起。“Wonderful!Wonderful!Wonderful!”美邦人类基因组方案承当人向杨焕明纪念。3个“Wonderful”,外达出对中邦科学家的颂赞和敬意。
2001年2月15日,《自然》(Nature)杂志公布由美、英、日、德、法、中六邦科学家配合告终的人类基因组序列草图。这篇长达62页的封面着作,不但是人类基因组方案的一个首要里程碑,也开创了一种亘古未有的邦际团结新篇章。
关于我邦而言,更深远的意旨正在于,中邦从此得到HGP数据十足共享权,并列入协议邦际基因数据运用典型。
“过去咱们只可置备二手数据库,现正在可能直接列入法规协议。”浙江大学医学院熏陶祁鸣举例,中邦团队基于HGP数据发明的3号染色体短臂上的LCN2基因,现已被外明与肝癌迁徙亲近闭连,闭连专利授权至美、欧众家药企。
这场“科学入世”更重塑了中邦的科研生态。继告终人类基因组方案的1%职司后,邦内科学家还负责了“邦际人类基因组单体型图方案”的10%职司、第一个“亚洲人基因组图谱”(“炎黄一号”)的100%职司,同时,主导及列入了地球生物基因组方案(EBP)、邦际千人基因组方案、人体肠道微生物基因组研讨方案(MetaHIT)等大型邦际科研项目,告终了水稻、家蚕、家鸡等物种的基因图谱绘制……众项具有邦际影响力的研讨效率,奠定了中邦正在性命科学界限中的领先身分。
但正在HGP亲历者眼中,最珍奇的遗产是科研理念的改变。“过去咱们习俗‘单打独斗’,这1%让中邦科学界真正意会了绽放团结的分量。”杨焕明说。
20众年来,人类基因组方案对性命科学起色和人类社会都出现了强大的主动影响。
[3] 破译“性命天书”二十年 中邦基因组研讨跻身寰宇前哨[N]. 科技日报,2021-06-28(003).
[5] 大科学方案概述:人类基因组方案[OL].中邦科学院网站,2004-02-23.