张家界的三千奇峰泰然屹立,八百秀水如常流淌,但其间酝酿的这个梦想和之后的各方努力,促成中国成为这一关乎人类的宏伟计划里发展中国家的唯一代表 。6国科学家共同努力完成壮举,并构建出“共有、共为、共享”的人类基因组精神,为后续基因科学的发展奠定了核心基石 。
而张家界的奇峰秀水,本身就是生物基因的宝库,中国也是生物多样性最丰富的国家之一 。在“1%”项目的推动下,国内对家禽、家畜、农作物和真菌、细菌、病毒、寄生虫,以及其他资源生物基因组的测序快箭上弦、万箭齐发 。
采访人员:DNA里蕴藏着怎样的秘密?时至今日,中国基因组学的研究情况发生了怎样的变化?
贺林:DNA能够精确地自我复制,使亲代与子代间保持遗传的连续性;能够指导蛋白质合成,控制新陈代谢过程和性状发育;在特定条件下,能够产生可遗传的变异 。它是解码生命的开始 。
与20年前相比,中国在基因组学研究领域的国际地位明显提升,与世界同行竞争的能力增强不少 。但这是一个你追我赶的领域,任何“领先”都是没有绝对保障的 。另外,基因产业在我国发展迅速,产生的经济效益也相当可观 。
贺福初(中国科学院院士):人类基因组计划最大的贡献在于推动核酸测序能力的“超摩尔定律”增长,进而催生了基因组学驱动的生物医学研究范式变革 。时至今日,基因组学已迈入“成熟期” 。
其他生命组学方面,蛋白质组学仍有“成长的烦恼”,代谢组学“方兴未艾” 。因此,我们虽已进入基因组时代,但仍呼唤多组学或生命组学时代的到来 。
徐讯(深圳华大生命科学研究院院长):一个人类基因组测序的成本,从20年前的30多亿美元,降到今天的100美元,成本下降了7个数量级;而时间上,从数年到一天完成,技术的发展让基因组测序越来越容易 。
在世界范围看待中国近20年在基因组学领域的发展历程,可以说是从参与到同步 。在部分领域,我国已实现自主可控,比如测序仪,并且我国测序仪在通量、精度、性价比上全球领先,获得了全球认可 。但单分子长片段测序仪等还需要进一步追赶 。
同时也需看到,目前,我国用于蛋白质组检测的高端质谱、用于蛋白质结构解析的冷冻电镜、大多数生命科学的关键试剂盒尚需依赖进口 。我们亟待进一步打好生命科学的“地基”,推动高端科研设备、源头核心工具进一步自主可控,推动国产设备不断迭代,不断攻克关键核心技术 。
基因组学行业三大风口
业界形成共识,基因组学行业有三大风口:精准医学、未来农业、生物制造 。
按目前的医学技术,我们能检测出7000多种基因病变,但能诊断的不足300种,精准医学还有巨大的发展空间;通过改良土壤里微生物的基因,沙漠里也有望长出水稻;生物制造在医学、药物、农业、材料、环境和能源等领域具有广阔的应用前景……
采访人员:一系列基因组学计划的实施,以及蛋白质组、转录组等的发展,给医学、农业、能源等各个领域带来了怎样的变化?
贺福初:人类基因组计划及后续基因组研究成功催生了“精准医学”概念,开启了个性化医疗的临床实践 。但仅凭基因组学难以真正普及“精准医学”,针对此难题,中国科学家另辟蹊径,发展出蛋白质组学驱动的精准医学 。
例如,我所在的实验室通过对肝细胞肝癌患者样本蛋白质组的大数据分析,可将同一病理分型的肿瘤进一步分为三个分子亚型,且亚型的分类与预后密切相关,目前正在进行后续转化研究,以期让更多肝细胞肝癌患者受益 。
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