破译“生命天书”20年，生命科学由此走向“大数

今年是人类基因组草图公布20周年。2001年，被称为破译“生命天书”的人类基因组序列草图正式发表。20年来，这一划时代成就为人类对疾病和物种演化的认知带来了革命性变化。

我国科学家参与并完成了国际“人类基因组计划”（HGP）1%的任务，成为当时世界上少数几个能独立完成大型基因组分析的国家。正是从这1%起步，中国的基因测序技术逐渐跻身全球第一梯队。

随着基因测序成本以“超摩尔速度”直线下降，被解密的致病基因越来越多，新的基因药物不断问世。展望未来，一个由遗传学、生物化学、分子生物学和信息科学等学科共同构建的生命科学“大数据”时代已然来临。

从“1%”到第一梯队

在基因组学烙下“中国印记”

1953年，英国科学家弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森发现了DNA（脱氧核糖核酸）双螺旋结构——由含有四种碱基（A、T、C、G）的脱氧核苷酸连接而成的长链。这四个“字母”的排列组合构成了所有物种基因组的“天书”。

如何破译这部“天书”，从而了解生命的奥秘？1977年，英国生物化学家弗雷德里克·桑格等发明了末端终止测序法，第一代DNA测序技术由此诞生。同年，他们测定了第一个基因组序列——全长5375个碱基的噬菌体X174。自此，人类获得了窥探生命遗传密码的能力。此后，解码DNA序列成为生命科学发展的一大重要任务，至今还在不断深入、再深入。

1990年10月，“人类基因组计划”在美国率先启动，英、日、法、德等国相继参与，组成了国际“人类基因组计划”协作组，其核心内容是测定人类基因组的全部DNA序列，获得人类全面认识自我最重要的生物学信息。

中国要参与这项生命科学领域的“阿波罗登月计划”吗？答案是肯定的。1994年，中国“人类基因组计划”（CHGP）在谈家桢、吴旻、强伯勤、陈竺，以及沈岩、杨焕明等科学家的倡导下启动。

1997年11月，在中国遗传学组青年委员会第一次会议上，杨焕明、于军、汪建、贺福初、贺林、余龙、夏家辉等青年科学家提议加入国际“人类基因组计划”，推动中国基因组科学的发展。

1998年8月，在中国科学院和国家南、北方人类基因组研究中心同行的支持下，中国科学院遗传所（现遗传发育所的部分前身）人类基因组中心成立。按遗传所原所长陈受宜的话说，该中心“将有志于此的人才汇聚一堂”，解决了当时我国大规模基因组研究人才匮乏的窘境。

1999年7月7日，国际“人类基因组计划”协作组公布了中国加入“人类基因组计划”的申请，并于同年9月1日正式向全球宣布。这标志着我国成为美、英、日、法、德之外，第六个“人类基因组计划”的参与国，也是参与该计划唯一的发展中国家。

2001年8月26日，遗传所人类基因组中心、北京华大基因研究中心和国家南、北方基因组中心共同完成了“1%项目”的基因序列图谱——相比国际同行，提前两年高质量完成任务。

对整个项目而言，“1%”也许有些微不足道，但它的实施对于我国基因组学发展意义重大。通过“1%项目”，我国公众也接受了一次声势浩大的基因科学普及教育，为中国生命科学研究和生物产业发展开拓了无限空间。

中国科学院院士、华大基因联合创始人杨焕明认为，加入国际“人类基因组计划”，可使中国平等分享该计划所建立的所有技术、资源和数据，并使我国成为世界上少数几个能独立完成大型基因组分析的国家。

2003年4月25日，距离发现DNA双螺旋整整半个世纪后，耗资近30亿美元、历时13年的“人类基因组计划”宣告完成。这项人类科学史上的伟大工程开启了生命科学的新时代——在计划实施过程中建立起来的基因组学、生物信息学技术，对全球生物相关学科和产业的发展，起到了巨大推动作用，各种生命科学新兴技术和生物产业如雨后春笋般涌现。

中国科学家在其中“抢”到的1%份额，将“中国”二字镌刻在了这一人类科技史的重要里程碑上。同时，它还推动中国基因测序技术从“跟跑”到“并跑”，并逐渐走向全球第一梯队。

通过参与这一计划，中国科学家得以在短时间内学习并追赶发达国家的先进生物技术。我国基因组研究团队先后完成了水稻基因组、小麦A基因组、SARS冠状病毒的基因组研究，并完成了对熊猫、家猪、家鸡、家蚕等动物的基因组测序工作，使中国基因组研究跻身世界前列。

同时，我国基因组测序产业规模与创新研究“比翼齐飞”。在全球基因测序市场，华大基因等公司已占有一席之地；中科院遗传发育所、北京基因组研究所、农科院基因组研究所等科研机构，成为我国基因组学原始创新研究、创新人才培养的重要基地。

上一篇：研究型医院将成为生命科学创新体系建设的重要
下一篇：没有了