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2001年正式公布的人类基因组草图有差错

时间:2004-10-22 13:38来源:生物导航网 作者:admin 阅读:
正文:   国际人类基因组序列协会授权《自然》杂志今天刊登题为“人类成功绘制染色体基因组序列”的特色文章,标志着这项在人类科技发展史上具有里程碑历史意义的人类重大科技工程进入了一个新的历史阶段,意味着科学家得到人类基因组图谱精确版。
      2001年初在《自然》和《科学》杂志上所公布的只是人类基因组草图。草图的成功绘制对分子生物学具有划时代的意义,生物学家现在已不再需要重复克隆与人类健康和疾病 相关基因,只需上网就可在公共数据库中找到相应的基因序列。
      尽管草图对于生物学家来说十分有用,但离完美还相距甚远。据估计,草图在富含基因的常染色体上约有10%的遗漏,整体而言约有30%遗漏(包括基因匮乏的异染色体),忽略或错序的总数约为数十万。不确定基因序列或人造的基因数据对科学家从事大规模基因组分析(如基因进化机制或大范围基因组结构的研究)影响较大。如基因在不断变异的过程中,有些残存基因称之为假遗传基因的功能不能表达,利用错误的基因序列数据对已确定为假遗传基因进行研究时,就会发生张冠李戴的后果。
      自草图公布之后,国际人类基因组序列协会基因测序中心承担了大量纠错补缺的后处理工作。他们分别检测了草图涉及的每个缝隙,并对克隆基因及扩展基因采取了一系列的措施。结果发现人类基因组草图有341个遗漏,涉及3800万个碱基对。最新公布的人类基因组序列包含99%人类染色体基因组,错误率为十万分之一,远远超过了该项目的预期指标。另外,此次更为精确的计算表明,人类基因数量实际在2万到2.5万之间,明显少于此前估计的2.7?4万这个数据。
      人类基因组草图采用的是一种简化基因组序列的方法,基因重复区域因此没有绘制到基因组图中。而最新进行的基因测序工作采用的则是传统的测序方法,即将人类基因克隆到细菌中,形成人工基因组,然后再进行基因绘制。最新研究发现,人类基因组中有1183个基因是人类在此前6000万到1亿年之间通过复制或进化得到的,不应该重复计算到基因数量中。人类基因组中约有5%属于重复区域,不同地区,基因重复区域不尽相同,基因重复区域对于研究人类进化及与基因重复区域相关的疾病具有十分重要的意义。
      虽然目前人类基因组图已经掌握在人类的手中,人类基因组计划远没有结束。后续工作还包括很多,如定义编码蛋白质的基因目录及完善早先采用的基因预测程序还存在很大的局限性等等。
      最新图谱的绘制无疑说明,科学家对人类“生命之书”的认识更加精确了。   
      “鸟枪法”缺陷使草图出错
      英国《新科学家》杂志网站20日报道,美国科学家通过研究发现,目前通常用于大片段脱氧核糖核酸(DNA)测序的“鸟枪法”存在缺陷。
      美国文特尔学会的3位科学家对“鸟枪法”进行了重新研究,其中两位曾经参与过该方法的开发。他们把利用“鸟枪法”绘制的人类基因组草图和“人类基因组计划”公布的最新草图进行了对比,发现“鸟枪法”无法测到人类基因组中重复出现的DNA片段,这些片段占到基因组的3%至5%,对于理解遗传性疾病具有重要意义。
      负责此项研究的埃万?艾希勒在接受媒体采访时说,这个缺陷并不能抹杀“鸟枪法”的作用,在进行快速DNA测序时,“鸟枪法”仍然不失为一种可取的手段。最佳的DNA测序法是,将两种测序方法相结合:用“鸟枪法”进行整体测序,识别出“鸟枪法”无法测序的区域,再通过传统方法对这些区域测序。
      “鸟枪法”是大名鼎鼎的美国塞莱拉遗传公司创始人克雷格?文特尔发明的,它是目前常用的两种DNA测序法中较为快捷的一种。传统的DNA测序法要通过基因方法将DNA片段放大,并在克隆的细菌中对其测序,其过程繁琐复杂。“鸟枪法”则简单地将DNA片段打乱,然后通过强大的计算机运算方法对其进行排序。2000年塞莱拉公司和国际合作项目“人类基因组计划”分别通过这两种方法绘制出人类基因组草图。   
      人类基因实际数只有2万多
      美国国家人类基因组研究所所长、最新人类基因数分析报告作者克林斯认为,人类的基因数实际仅有2万到2.5万。比国际人类基因组计划2001年公布的人类拥有3万到4万基因数要低。
      科学家长期以来对人类有多少基因进行了估测,10年前,科学家还普遍认为人类大约有10万个基因,而“国际人类基因组排序联合体”最初的估计数字却明显低于上述数字。2001年,它估测的人类基因数为约6.6万个,以后又降到4万个。
      科学家在研究报告中称,于2001年报告其所估测的基因数目时,还有很多工作未完成。基因数分析报告的另一个作者、麻州广阔研究所的兰德解释说:“人类基因组的一些区域中隐藏着很多基因片段的复本,最终完成的工作显示,最初认为是基因的,实际上是一些基因片段的复本,此前的估算曾将这些复本计算在内。”科学家说,新的估测值是确切的,人体极可能有2万个基因,因为另一家实验室的工作也已独立表明,存在19599个基因。
      相比之下,小线虫Celegans大约有1.95万个基因,开花植物?阿拉伯芥约有2.7万个基因。伯克利加州大学基因专家鲁宾说:“我们必须习惯于人类拥有的基因数,不比蠕虫多的这样一个事实。并且这个新的估测值,将来不可能变化很多。”
      专家们认为,人体的复杂性不仅仅来源于基因。兰德称:“人类的复杂性不仅仅涉及到基因的数目,而更在于自然界如何采用这些基因。”但人类如何拥有较少的基因,而又是如此复杂呢?克林斯说:“这在于人有多种蛋白质,即复杂的蛋白质做更多的工作。很多生物学上的复杂性,不是基于单个蛋白质,而是基于多个蛋白质的组合。”(责任编辑:泉水)
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