没有硝烟而空前激烈的战争人类功能基因研究
《科技日报》2005年1月18日讯：2003年，国际基因工程药物红细胞生成素销售额突破40亿美元，创下基因工程药品单个品种之最，是当今最成功的基因工程药物。这一事例表明：一个重要人类功能基因的发现带来的社会和经济效益不可估量。+, http://www.100md.com
功能基因，乍一听有点陌生，其实，它就是通过实验证明了的在体内起着某种生理作用的基因，一个基因如果它的功能没被发现，就不能称之为功能基因，也难以体现它的应用价值。+, http://www.100md.com
那么人类的功能基因到底有多少？+, http://www.100md.com
“我们对人类基因功能的了解远远不够，仍有大量的人类新基因和蛋白质有待于我们挖掘。”北京大学人类疾病基因研究中心主任马大龙教授说，“对于生物技术产业来说，最重要的创新源泉是功能基因与蛋白质，一个具有自主知识产权的重要功能基因的发现有可能带动整个生物技术产业发展。”+, http://www.100md.com
从简单生命进化到人类用了三十多亿年，人类保留至今的基因必然有它们的作用，谁先把其功能和用途发掘出来，谁就可以申请专利，拥有对此基因的开发权利。+, http://www.100md.com
一场空前激烈的基因资源争夺战在悄无息地进行着。+, http://www.100md.com
基因组计划为研究奠定基础+, http://www.100md.com
举世瞩目的人类基因组计划于2003年完成了全序列图的绘制，2004年10月，误差率低于10万分之一的人类基因组精确序列图和注释公布于世。这些数据可以免费为全世界科学家下载使用，极大地改变了传统的研究模式。+, http://www.100md.com
“基因组计划只是完成人类基因序列的测定工作，这些基因在人体内到底发挥什么样的作用，怎样利用它们为人类健康服务，这决不是一两年、两三年能够做完的，可能要经过上百年时间。”马大龙说。+, http://www.100md.com
由此，国际上生物学和医学研究重点开始转向功能基因组学。+, http://www.100md.com
“人类功能基因主要开发价值包括基因工程药物、药物靶标、免疫靶标、疾病诊断标志和疾病易感人群分析标志等。”马教授说，“通过对人类重要基因的研究，能够开发出生物技术产品，特别是医药产品，这将会从根本上改变疾病诊断、治疗和预防的传统健康产业模式。”+, http://www.100md.com
功能基因研究势在必行
目前绝大多数重要的有应用价值的人类功能基因都是国外最先发现的。5i}}&r, 百拇医药
我国从上世纪80年代到现在，生物产业已经有很大的发展，国外一些销售额很高的生物技术药物在我国也能生产，但目前存在的最大问题，是我国生物技术创新药物大部分都是在把国外发现的功能基因移植过来的基础上开发的。5i}}&r, 百拇医药
“这些基本属于仿制，”马大龙教授说，“像红细胞生成素、白细胞介素等这些移植到国内的基因产品也有知识产权，但由于在1993年以前我国不保护基因、化合物、药物等专利，那时我们可以去仿制，可是现在，国外新发现的重要功能基因基本上都在我国申请了专利，如果有开发的新药上市，再去仿制是不行的。”5i}}&r, 百拇医药
我们自己必须拥有具有原创性的有开发价值的功能基因。5i}}&r, 百拇医药
自2002年起，我国将人类基因组的后续研究与开发工作列入12个国家重大科技专项之一的“功能基因组与生物芯片”之中，马教授负责其中的“人类重要生理活性及具有药物开发前景的功能基因的研究”这一课题。此课题最主要目标就是：找到具有开发前景的人类功能基因。从功能基因的发现到它的功能研究，最后进入产业化都强调应具有原创性。5i}}&r, 百拇医药
研究方法一改常规5i}}&r, 百拇医药
从研究历史来看，20世纪80年代至90年代，人类功能基因的研究往往采用传统生物学途径，即先发现有生物活性的蛋白质分子，再把其基因克隆出来，放在细胞中，看对细胞生理活动是否产生影响，如果有，再研究它在动物体内的作用，最后研究其是否与人体内的某种功能或疾病有关联。5i}}&r, 百拇医药
“用这种研究方法发现的分子往往是具有重要功能和高活性的基因及其编码蛋白，但其工作量大，技术难度高，成本昂贵，并且由于高活性高表达的基因往往最先发现，所以，目前已经很难再用这一技术路线发现新的重要功能基因。”马教授说。5i}}&r, 百拇医药
人类基因组计划为科学研究提供了2万5千个人的基因序列，这是一个巨大的基因库，可以从这个大基因库里直接提取基因进行研究。5i}}&r, 百拇医药
现在的功能基因研究方法最主要的特点是利用了反向生物学途径，即先从基因数据库里提取基因序列，让其表达，把产生的蛋白质放在细胞里，看对细胞生理活动是否有影响，如果有，再把基因用于动物模型及人体内功能与疾病研究。
“这个路线需要整合一系列新技术，如生物芯片、生物信息、蛋白质组学、结构基因组学、酵母双杂交、高通量细胞筛选等。”马教授说。.x?@&, http://www.100md.com
97个功能基因获重要进展.x?@&, http://www.100md.com
目前，“人类重要生理活性及具有药物开发前景的功能基因的研究”重大专项课题取得了长足的进展，课题组中最好的部分研究成果已经进入动物实验阶段。.x?@&, http://www.100md.com
“我们已经建立了至少38种以细胞和小鼠模型为主的系列性基因功能筛选技术平台，开展900个以上的人类功能基因的筛选工作。”马教授说，“其中97个功能基因获得重要进展，15个功能基因经过系统性研究，已经进入前期实验室开发阶段，7个基因已经进入与企业或药物开发单位合作研发阶段，如我们实验室发现的新细胞因子CKLF1，已经获得美国专利授权，有可能作为哮喘和变态反应治疗的新靶标，目前我们已经与上海药物所合作开展此基因的药物筛选模型建立工作。”.x?@&, http://www.100md.com
人类功能基因研究需要应用多种多样的新技术，单一实验室很难拥有功能基因研究的全套技术。.x?@&, http://www.100md.com
建立专业技术服务体系也成为课题组的一个重要目标。.x?@&, http://www.100md.com
目前，课题组已经建立了一系列为课题组服务的有偿专业服务技术平台，如抗体制备系统、转基因小鼠、病毒载体构建、酵母双杂交等。这些技术平台的建立大大促进了流水线作业式的整合型研究，避免了小作坊式的孤立研究，使得功能基因课题组能够集中精力提出科学思路，承担关键性任务。.x?@&, http://www.100md.com
马教授表示：我们课题所做的就是发现重要的人类功能基因，为开发新药打下基础。一个基因药物从发现到应用至少需要10到12年时间，我们项目从2002年10月份正式启动，到现在才两年多时间，还需要付出更多的努力才可能有所突破。我们希望通过这些工作能明显增强我国在功能基因研究的整体实力，为我国的生物医药发展提供动力。.x?@&, http://www.100md.com
■链接.x?@&, http://www.100md.com
认识基因组.x?@&, http://www.100md.com
基因组(genome),由英文“基因(gene)”和“全部”得来,已成为21世纪每个人的日常熟语。人类基因组大约由30亿碱基对构成，只有1%是含有与蛋白质合成相关基因的外显子(exon)，其余的99%是内含子(intron)和重复序列(repetitivesequence)，具体功能尚待证实。也就是说，基因仅占基因组的1%。2002年2月12日，历时10载耗资20亿美元的人类基因组计划最终完成，并报道了99%的人类基因组序列。世纪初基本完成的这项工作堪与阿姆斯特朗和奥尔德林乘坐阿波罗11号宇宙飞船登月相媲美。.x?@&, http://www.100md.com
我国在功能基因研究中的成果.x?@&, http://www.100md.com
1990年，美国启动了被喻为“生命科学的阿波罗登月计划”的人类基因组计划，目的是破译有30亿碱基对的人类全部遗传密码。随后，英国、日本、德国、法国和中国相继加入了这一宏伟计划。.x?@&, http://www.100md.com
2000年，我国承担了国际人类基因组测序1%任务，2002年，我国又承担了人类SNP(单核苷酸多态性)作图国际计划的10%的任务，2004年，我国在国际上发起并领导了“人类肝脏蛋白质组计划”。与此同时，我国在国际上率先独立完成了水稻、家蚕、血吸虫等重要物种的全基因组测序工作。.x?@&, http://www.100md.com
■编者按.x?@&, http://www.100md.com
一九九○年，美国启动了被喻为“生命科学的阿波罗登月计划”的人类基因组计划，目的是破译有三十亿碱基对的人类全部遗传密码。随后，英国、日本、德国、法国和中国相继加入了这一宏伟计划。.x?@&, http://www.100md.com
二○○二年科技部将“功能基因组和生物芯片”列入重点实施的十二个重大专项之一。专项实施的目标是：根据我国国民经济和社会发展的具体需求，通过对人类功能基因组、蛋白质组、主要农作物功能基因组、重要病原微生物功能基因和生物芯片等方面的研究和开发的支持，建立和完善功能基因组及生物芯片研究的技术平台。形成我国在功能基因及生物芯片研究与开发方面的优势和特色，促进相关产业的发展。
功能基因，乍一听有点陌生，其实，它就是通过实验证明了的在体内起着某种生理作用的基因，一个基因如果它的功能没被发现，就不能称之为功能基因，也难以体现它的应用价值。+, http://www.100md.com
那么人类的功能基因到底有多少？+, http://www.100md.com
“我们对人类基因功能的了解远远不够，仍有大量的人类新基因和蛋白质有待于我们挖掘。”北京大学人类疾病基因研究中心主任马大龙教授说，“对于生物技术产业来说，最重要的创新源泉是功能基因与蛋白质，一个具有自主知识产权的重要功能基因的发现有可能带动整个生物技术产业发展。”+, http://www.100md.com
从简单生命进化到人类用了三十多亿年，人类保留至今的基因必然有它们的作用，谁先把其功能和用途发掘出来，谁就可以申请专利，拥有对此基因的开发权利。+, http://www.100md.com
一场空前激烈的基因资源争夺战在悄无息地进行着。+, http://www.100md.com
基因组计划为研究奠定基础+, http://www.100md.com
举世瞩目的人类基因组计划于2003年完成了全序列图的绘制，2004年10月，误差率低于10万分之一的人类基因组精确序列图和注释公布于世。这些数据可以免费为全世界科学家下载使用，极大地改变了传统的研究模式。+, http://www.100md.com
“基因组计划只是完成人类基因序列的测定工作，这些基因在人体内到底发挥什么样的作用，怎样利用它们为人类健康服务，这决不是一两年、两三年能够做完的，可能要经过上百年时间。”马大龙说。+, http://www.100md.com
由此，国际上生物学和医学研究重点开始转向功能基因组学。+, http://www.100md.com
“人类功能基因主要开发价值包括基因工程药物、药物靶标、免疫靶标、疾病诊断标志和疾病易感人群分析标志等。”马教授说，“通过对人类重要基因的研究，能够开发出生物技术产品，特别是医药产品，这将会从根本上改变疾病诊断、治疗和预防的传统健康产业模式。”+, http://www.100md.com
功能基因研究势在必行
目前绝大多数重要的有应用价值的人类功能基因都是国外最先发现的。5i}}&r, 百拇医药
我国从上世纪80年代到现在，生物产业已经有很大的发展，国外一些销售额很高的生物技术药物在我国也能生产，但目前存在的最大问题，是我国生物技术创新药物大部分都是在把国外发现的功能基因移植过来的基础上开发的。5i}}&r, 百拇医药
“这些基本属于仿制，”马大龙教授说，“像红细胞生成素、白细胞介素等这些移植到国内的基因产品也有知识产权，但由于在1993年以前我国不保护基因、化合物、药物等专利，那时我们可以去仿制，可是现在，国外新发现的重要功能基因基本上都在我国申请了专利，如果有开发的新药上市，再去仿制是不行的。”5i}}&r, 百拇医药
我们自己必须拥有具有原创性的有开发价值的功能基因。5i}}&r, 百拇医药
自2002年起，我国将人类基因组的后续研究与开发工作列入12个国家重大科技专项之一的“功能基因组与生物芯片”之中，马教授负责其中的“人类重要生理活性及具有药物开发前景的功能基因的研究”这一课题。此课题最主要目标就是：找到具有开发前景的人类功能基因。从功能基因的发现到它的功能研究，最后进入产业化都强调应具有原创性。5i}}&r, 百拇医药
研究方法一改常规5i}}&r, 百拇医药
从研究历史来看，20世纪80年代至90年代，人类功能基因的研究往往采用传统生物学途径，即先发现有生物活性的蛋白质分子，再把其基因克隆出来，放在细胞中，看对细胞生理活动是否产生影响，如果有，再研究它在动物体内的作用，最后研究其是否与人体内的某种功能或疾病有关联。5i}}&r, 百拇医药
“用这种研究方法发现的分子往往是具有重要功能和高活性的基因及其编码蛋白，但其工作量大，技术难度高，成本昂贵，并且由于高活性高表达的基因往往最先发现，所以，目前已经很难再用这一技术路线发现新的重要功能基因。”马教授说。5i}}&r, 百拇医药
人类基因组计划为科学研究提供了2万5千个人的基因序列，这是一个巨大的基因库，可以从这个大基因库里直接提取基因进行研究。5i}}&r, 百拇医药
现在的功能基因研究方法最主要的特点是利用了反向生物学途径，即先从基因数据库里提取基因序列，让其表达，把产生的蛋白质放在细胞里，看对细胞生理活动是否有影响，如果有，再把基因用于动物模型及人体内功能与疾病研究。
“这个路线需要整合一系列新技术，如生物芯片、生物信息、蛋白质组学、结构基因组学、酵母双杂交、高通量细胞筛选等。”马教授说。.x?@&, http://www.100md.com
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目前，“人类重要生理活性及具有药物开发前景的功能基因的研究”重大专项课题取得了长足的进展，课题组中最好的部分研究成果已经进入动物实验阶段。.x?@&, http://www.100md.com
“我们已经建立了至少38种以细胞和小鼠模型为主的系列性基因功能筛选技术平台，开展900个以上的人类功能基因的筛选工作。”马教授说，“其中97个功能基因获得重要进展，15个功能基因经过系统性研究，已经进入前期实验室开发阶段，7个基因已经进入与企业或药物开发单位合作研发阶段，如我们实验室发现的新细胞因子CKLF1，已经获得美国专利授权，有可能作为哮喘和变态反应治疗的新靶标，目前我们已经与上海药物所合作开展此基因的药物筛选模型建立工作。”.x?@&, http://www.100md.com
人类功能基因研究需要应用多种多样的新技术，单一实验室很难拥有功能基因研究的全套技术。.x?@&, http://www.100md.com
建立专业技术服务体系也成为课题组的一个重要目标。.x?@&, http://www.100md.com
目前，课题组已经建立了一系列为课题组服务的有偿专业服务技术平台，如抗体制备系统、转基因小鼠、病毒载体构建、酵母双杂交等。这些技术平台的建立大大促进了流水线作业式的整合型研究，避免了小作坊式的孤立研究，使得功能基因课题组能够集中精力提出科学思路，承担关键性任务。.x?@&, http://www.100md.com
马教授表示：我们课题所做的就是发现重要的人类功能基因，为开发新药打下基础。一个基因药物从发现到应用至少需要10到12年时间，我们项目从2002年10月份正式启动，到现在才两年多时间，还需要付出更多的努力才可能有所突破。我们希望通过这些工作能明显增强我国在功能基因研究的整体实力，为我国的生物医药发展提供动力。.x?@&, http://www.100md.com
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基因组(genome),由英文“基因(gene)”和“全部”得来,已成为21世纪每个人的日常熟语。人类基因组大约由30亿碱基对构成，只有1%是含有与蛋白质合成相关基因的外显子(exon)，其余的99%是内含子(intron)和重复序列(repetitivesequence)，具体功能尚待证实。也就是说，基因仅占基因组的1%。2002年2月12日，历时10载耗资20亿美元的人类基因组计划最终完成，并报道了99%的人类基因组序列。世纪初基本完成的这项工作堪与阿姆斯特朗和奥尔德林乘坐阿波罗11号宇宙飞船登月相媲美。.x?@&, http://www.100md.com
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1990年，美国启动了被喻为“生命科学的阿波罗登月计划”的人类基因组计划，目的是破译有30亿碱基对的人类全部遗传密码。随后，英国、日本、德国、法国和中国相继加入了这一宏伟计划。.x?@&, http://www.100md.com
2000年，我国承担了国际人类基因组测序1%任务，2002年，我国又承担了人类SNP(单核苷酸多态性)作图国际计划的10%的任务，2004年，我国在国际上发起并领导了“人类肝脏蛋白质组计划”。与此同时，我国在国际上率先独立完成了水稻、家蚕、血吸虫等重要物种的全基因组测序工作。.x?@&, http://www.100md.com
■编者按.x?@&, http://www.100md.com
一九九○年，美国启动了被喻为“生命科学的阿波罗登月计划”的人类基因组计划，目的是破译有三十亿碱基对的人类全部遗传密码。随后，英国、日本、德国、法国和中国相继加入了这一宏伟计划。.x?@&, http://www.100md.com
二○○二年科技部将“功能基因组和生物芯片”列入重点实施的十二个重大专项之一。专项实施的目标是：根据我国国民经济和社会发展的具体需求，通过对人类功能基因组、蛋白质组、主要农作物功能基因组、重要病原微生物功能基因和生物芯片等方面的研究和开发的支持，建立和完善功能基因组及生物芯片研究的技术平台。形成我国在功能基因及生物芯片研究与开发方面的优势和特色，促进相关产业的发展。