美国《科学》杂志评述中国的基因组研究动态

中国希望，大规模地对基因组学的投入将有助于战胜疾病、促进经济发展、以及开发其丰富的生物资源。

中国科学院(CAS)遗传研究所人类基因组研究中心主任杨焕明教授声称：到本月底，由他主持的研究中心将会有足够的DNA测序仪，一天可以读取1500万个碱基序列。他自豪地说：“我们将具备独自对某种生物进行测序的能力。”

作为参与人类基因组学这一革命性工作的后来者，并作为全球的一个主要的参与者——中 国正在努力赶上。去年中国加人了从事人类基因组测序的国际联盟，该组织将人类基因全部序列(30 亿个碱基对)的1%交给中国进行破译。如果这些测序仪均投入工作，即使对10倍于3000万个碱基的序列进行测序也不是一件难事。但随后的工作，诸如将原始序列拼接成较长的、有意义的DNA序列，以及填补基因中的缺口，将是一件艰苦的工作。另外，中国将逐渐加大对基因组研究的投人，旨在获得更多的数据并对此进行分析，以期从基因组序列中获得利润。为了维护中国与公立和私营公司合作时的权益，对外国进入中国这一庞大的基因遗传资源，中国政府正在起草新的法规和条例。

中国的科学家对中国进入这一领域表示欢迎，但对采取什么途径还存在分歧。一种观点认为，应尽可能多地对诸如人、植物、其他动物的基因组进行快速测序分析；而另一种观点则希望将精力集中在寻找基因，只对那些严重影响人类健康和生态环境的基因进行测序。杨焕明说，“ 我们都非常高兴赶上了末班车。”杨焕明是中国加入全球人类基因组计划的主要发起人，他提出了一个大胆的计划，就是尽可能多地对庞大、复杂的生物进行测试分析。但是有些人则认为，应采取有针对、有选择的测序措施，揭示特异疾病的基因，培育基因剔除动物；并且鼓励发展相关学科，如生物信息学。上海第二医科大学瑞金医院的血液学研究所研究员、中国科学院院士陈竺说，“测序并不是一切。”他还担任着国家基因组中心南方组(上海)主任。

中国人类基因组测序计划开始于1994 年，国家自然科学资金对20个研究小组进行资助。开始主要致力于对基因组的多态性，以及发现与中国主要疾病密切相关的基因等方面的研究，包括肝细胞癌、鼻咽癌、原发性高血压、神经系统疾病。1998年初，中国科技部组建了两个人类基因组中心，北方组设在北京，南方组设在上海。中国开始对水稻基因组的研究比这还要早，1992 年中国科学院组建了国家基因研究中心。该中心的研究人员于1996年底已完成水稻基因组的物理图谱；整个基因组的测序工作预计要在2002年完成，而该研究中心的主任洪国藩则认为这一工作可能要提前完成。杨焕明领导的研究中心成立于1998年8月，隶属于中国科学院，他及其同道们立即着手于游说加人全球基因组测序联盟。但他们加入这一联盟意味着中国必须立即启动测序工作，包括购置外国制造的测序仪。

这些事情已成为过去。中科院遗传所的基因组中心正对中国所承担的1%人类基因组进行测序。该中心刚刚购置了3台最先进的PE公司生产的测序仪——MegaBACE1000 毛细管测序仪、11 台PE公司生产的老式ABB377测序仪，他们每天可以完成200万个碱基序列，并且不分昼夜、无节假日地进行测序。上个月，该中心又购置了30台MegaBACE1000测序仪。杨焕明希望今年底达到100多台，这样他们每天可以测出5000万个碱基序列。北方基因组中心有5台ABI377，1台最新式的ABL3700；而南方基因组中心有10台ABI377， 2台MegaBACE1000和1台ABI3700。 今年中国还要购置测序仪，除进行人类基因组测序计划外，这两个中心还在对其他生物进行测序，如对引起热带病的细菌——钩端螺旋体进行测序。

尽管中国的工作很出色，但与美国和欧洲国家还不能相比。例如，美国马里兰州洛可维尔市的塞莱拉基因组学公司，是世界上最为集中的测序公司，拥有300台最新式的ABI700测序仪，采用最新的毛细竹技术，可以更快、更自动化地进行测序。一旦该型号的测序仪到达中科院基因组中心，中国的整个测序能力将迅速提高，可达到西方国家主要中心的测序能力，如圣 · 路易斯的华盛顿大学和英国桑格中心(剑桥大学)。

中国参与全球人类基因组计划，还促使他们尽快解决诸如如何获得数据这类的敏感问题。中国人类基因组中心按照国际联盟的规章制度，将所获得的基因数据储存在公立的数据中，但陈竺所在的实验室还与一些私营公司进行合作、研究。陈竺还与著名的制药巨头Smith Kline Beecham协作，不久将公布一大批来自干细胞的表达序列标签(EST)，而干细胞可以发育为血细胞和神经内分论组织。陈竺认为，“只要在保护知识产权、与公立机构分享研究成果上进行妥善处理，公立机构和私营机构会联手合作，从而加快基因组计划的研究进程。’

基础组测序已对整个生物学界产生了巨大的推动作用。北方基因组中心的首席执行官顾军说，“1%的人类基因组的测序工作带动了其他学科及其相关产业的发展。”陈竺补充说，人类基因组计划还带动了中国的微生物学的发展，如加快了对钩端螺旋体基因组的研究，同时也带动了生物信息学的发展。杨焕明希望中国政府制定这样一项雄心勃勃的计划：测出绝大多数具有显著经济效益和学术意义的物种的基因组的工作草图(如动物、植物和微生物) ，组织专家进行评估，从而获得利益。这一建议暂且称为“国家生物资源基因组计划” 要完成该计划需要几十年的时间。但他估计启动该计划需要在仪器设备上投资2000多万美元才行。杨焕明从中科院申请到位的经费已达250万美元，同时科技部和国家自然科学基金委还将考虑继续追加研究经费。他估计有这些经费的资助，该中心一年就可以测出一种哺乳动物基因组的工作草图。

为理顺在实施这项宏传计划过程中遇到的障碍，尽可能地与外国公司、组织合作，以提高测序能力，中国政府将对外国进入中国人类遗传资源的规章扩大到所有的生物。科技部生物工程中心主任徐新来(音译)负责管理科技部高新技术企业和起草相关的规章制度，他说，新的规章制度赞成那些其有经济价值的课题，并规定中国有权享有合理的股份。徐说，这一尚未实施的草案还规定，“如果哪家外国公司想利用中国的遗传资源，它必须与中国的公司进行合作，必须将资源视为一种投资。”在(Cene Core获得塞莱拉的上级公司——PE 公司的资助时，针对中国科学家们所做出的反应，科技部在今年早些时候着手起草新的规章制度。杨焕明说，今年1月，在塞莱拉公司总裁克里格 · 温特宣称将提供大众新的基因数据当作一种交易时，中国科学家感到非常不安。塞莱拉的意图很明显，就是想垄断我们国家的遗传资源。”杨焕明说，“我们需要与外国合作，并进行公平竞争。但合作和竞争均要遵循中国的法律。”塞莱拉公司的发盲人保罗 · 吉尔曼说，塞莱拉无意去垄断资源：“我们要谈判的唯一事情就是怎样才能保证各方均满意。”中国除对人的基因组进行测序和对与中国密切相关的生物进行测序外，已着手对本国主要作物——水稻的基因组进行破译。在一个国际组织对Japanica亚型的水稻进行测序时(见Science， 1999年10月1日)，中国已开始对另外的一种水稻亚型——Indica进行演序，后者在中国和其他以水稻为主食的亚洲国家、地区被广泛种植。中科院的洪国藩说，对两种不同亚型的水稻同时进行测序，是我们认识水稻功能的一个独特方式。早在1992华刚刚提出水稻基因组计划时，中国就决定对Indica 亚型基因组进行研究，并一直对该型水稻进行作图和测序。

中国政府已承诺增加对基因组学的投资，但对如何分配这些有限资金的问题上还争执不休。但中国的科研能力愈来愈使人坚信中国有可能赶上发达国家的水平。陈竺说：“有些科学家视塞莱拉为恶狼，但中国并不像5年前那样薄弱，我们相信我们现有的能力。”

[ Science，2000年5月5日]