【正文】 o discuss the feasibility of sequencing the human genome. (December) Kary Mullis and colleagues at Cetus Corp. develop PCR, a technique to replicate vast amounts of DNA (Science). 2022/5/24 魯云霞制作 76 1990 largescale sequencing on model anisms (August) NIH (National Institutes of Health) begins largescale sequencing trials on four model anisms: Mycoplasma capricolum (支原體 ), Escherichia coli (大腸桿菌） (up, pink), Caenorhabditis elegans (線蟲 ) (up, rainbow), and Saccharomyces cerevisiae (啤酒酵母 ) (up, ovals). Each research group agrees to sequence 3 Mb at 75 cents a base within 3 years. 2022/5/24 魯云霞制作 77 1991 rice genome sequencing begins (June) NIH biologist J. Craig Venter announces a strategy to find expressed genes, using ESTs (Science). A fight erupts at a congressional hearing 1 month later, when Venter reveals that NIH is filing patent applications on thousands of these partial genes. (October) The Japanese rice genome sequencing effort begins. 2022/5/24 魯云霞制作 78 2022 Draft Sequence of Human Genome Published The HGP consortium publishes its working draft in Nature (15 February), and Celera publishes its draft in Science (16 February). For more details,we can refer the web: /sfg/human/ 2022/5/24 魯云霞制作 79 And 2022 April 5, A Draft Sequence of Rice Genome published by Chinese scientist A Draft Sequence Assembly of the Rice Genome Science 2022 April 5。 296(5565): p. 7992 Refer Science Online： g/cgi/content/abstract/296/5565/79 2022/5/24 魯云霞制作 80 On Feb 16th 2022… What happened? 2022年 2月中旬， 《 Nature》 與 《 Science》 分別發(fā)表了人類基因組工作框架圖 (the draft genome)，這是人類基因組計(jì)劃 (human genome project， HGP)實(shí)施以來所取得的最重大進(jìn)展，也是生命科學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)里程碑。自 HGP提出以來，到現(xiàn)在一共 16年。這 16年來科學(xué)家們所走過的是一條充滿艱辛的路，同時(shí)也是一條譜寫輝煌的路。回顧這段將在人類歷史上永載史冊(cè)的光輝歷程，相信對(duì)每一位科學(xué)殿堂里的探索者都會(huì)大有啟迪。我們應(yīng)該記住他們，記住他們所作出的成就。 J. Craig Venter是一位在人類基因組計(jì)劃實(shí)施中貢獻(xiàn)最大的科學(xué)家之一，他曾反對(duì)基因?qū)＠?1998年，他和 PerkinElmer公司聯(lián)合組建了的 Celera Genomics公司， Celera的商業(yè)計(jì)劃是快速完成人類基因組測序，以及將信息調(diào)入一個(gè)復(fù)雜的遺傳及醫(yī)用信息庫，并以訂閱的方式銷售給制藥及生物技術(shù)公司， 本文正是他們公司的成果，發(fā)表在 《 Science》 上。 2022/5/24 魯云霞制作 81 （一）人類基因組作圖 ? ? ? ? ? 2022/5/24 魯云霞制作 82 ?遺傳圖（ geic map） ，又稱 連鎖圖 （ linkage map），是指以具有遺傳多態(tài)性的遺傳標(biāo)記為“路標(biāo)”，以遺傳學(xué)（重組）距離為“圖距”的基因組圖，是 基于遺傳功能而建立的圖譜 。 ?表示 基因或 DNA標(biāo)志在染色體上的相對(duì)位置與遺傳距離 ，用 分摩爾根（ cM ） 來表示。 1分摩爾根表示每次減數(shù)分裂的重組頻率為１％。 2022/5/24 魯云霞制作 83 ?物理圖（ physical map） 是指以一段已知核苷酸序列的 DNA片段為標(biāo)志（稱為序列標(biāo)記位置，sequence tagged site, STS）、以堿基對(duì)的大小為圖距 (Mb、 kb)所作出的基因組 DNA分析。 ?物理圖譜反應(yīng)的是 DNA序列上兩點(diǎn)之間的實(shí)際距離，遺傳圖譜反應(yīng)這兩點(diǎn)之間的連鎖關(guān)系。 2022/5/24 魯云霞制作 84 由于人類基因組中，真正為蛋白質(zhì)編碼的序列僅占 2－ 3％。而這些序列在細(xì)胞中只有 10％左右表達(dá)。 從不同組織中提取 mRNA，合成 cDNA然后進(jìn)行大規(guī)模測序，這種策略被認(rèn)可， cDNA片段被稱為表達(dá)序列標(biāo)簽（ Expressed sequence tag , EST） 2022/5/24 魯云霞制作 85 測定 ? 人類基因組計(jì)劃最終將測定出總長度約 1米，由近 30億個(gè)核苷酸組成的人類基因組的全部序列。 ? 要求一種更高效的規(guī)模測序，并將測出的每一個(gè) DNA片段按其染色體位置進(jìn)行準(zhǔn)確的排列， 從而得到人類基因組 DNA序列堿基排列的全貌。 2022/5/24 魯云霞制作 86 ? 目前建立的數(shù)據(jù)庫主要有： ? Genbank ? EMBL ? DDBJ ? PIR ? SwissPROT ? 可從互聯(lián)網(wǎng)之間進(jìn)入這些數(shù)據(jù)庫獲得或輸送有關(guān)基因組序列的數(shù)據(jù) 2022/5/24 魯云霞制作 87 二、基因組計(jì)劃帶來的希望和挑戰(zhàn) ? 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累速度在迅速地增加 ? 計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)也在不斷地發(fā)展 2022/5/24 魯云霞制作 88 后基因組時(shí)代的挑戰(zhàn) ? 2022年 2月 12日 , 人類基因組計(jì)劃最終完成 , 報(bào)道了 99% 的人類基因組序列 。 ? 我們正生活在后基因組時(shí)代 。 ? 人類基因組計(jì)劃已開始進(jìn)入由結(jié)構(gòu)基因組學(xué)向功能基因組學(xué)過渡 、 轉(zhuǎn)化的過程 。 ? 功能基因組學(xué)的主要內(nèi)容之一：研究一個(gè)細(xì)胞內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)的類型、發(fā)育階段以及反應(yīng)狀態(tài)。 2022/5/24 魯云霞制作 89 關(guān)于生物復(fù)雜性 生物的復(fù)雜性不僅僅是基因的數(shù)目 人類基因約為 30000個(gè) 線蟲有 20220個(gè)基因 230000/220220=210000≌ 103000 2022/5/24 魯云霞制作 90 單個(gè)基因組分析 基因序列 基因功能 基因的表達(dá)調(diào)控 基因產(chǎn)物 基因多態(tài)性 2022/5/24 魯云霞制作 91 比較基因組分析 物種關(guān)系 物種進(jìn)化 物種起源 2022/5/24 魯云霞制作 92 2022/5/24 魯云霞制作 93 人、鼠基因組比較 人基因組 鼠基因組 鼠染色體上的顏色和數(shù)字代表在人染色體上對(duì)應(yīng)的片段 . 老鼠約 75%的基因與人類相同。 2022/5/24 魯云霞制作 94