模式生物和比较基因组学研究进展.pdfVIP

768囝2004学术年会 模式生物与比较基因组学研究进展+ 景志忠，才学鹏，李辉 中国农业科学院兰州兽医研究所，甘肃兰州730046 摘要：本文重点介绍模式生物基因组学的研究进展情况，以阐明模式生物与人类间在基因 组的结构、功能以及生物进化关系间的普遍规律，从而揭示生命的本质及生物间的相互联系。 同时明确模式生物在比较基因组学研究中的地位和作用，为研究高等生物特别是人类的生、老、 病、死提供模式。 关键词：模式生物；基因组计划；比较基因组学 Genome 人类基因组计戈1](HumanProject，HGP)是人类自然科学史上的伟大创举，它的规模可 以与“曼哈顿原子弹计划”、“阿波罗”登月计划媲美，但其科学意义远远超出了这两个计划。 人类的基因组的全部序列，进而阐明基因所处的位置、结构、功能、表达调控方式，以及重大 疾病的致病机理。为了顺利完成人类基因组特别是功能基因组计划，相继启动了模式生物基因 组计划(Model Genome coli)、流感嗜血 Organismproject，MOGP)：如大肠埃希菌(Escherichia 杆菌(Haemophilusinfluenzae)、酿酒酵母(Sacharomyces thaliana)、以及哺乳动物小鼠(mus elegans)、果蝇(Drosophilamelanogaster)、拟南芥(Arabidopsis 比较基因组学研究中扮演了重要的角色。现通过介绍模式生物基因组研究进展情况，来揭示未 来生命科学发展的趋势。 1模式生物的特性和基因组研究概况 基因组计划包括结构基因组(Structural genomics)计划和功能基因组(Functionalgenomics) 计划，前者主要包括两方面：定位和排列即完成基因组的遗传图谱、物理图谱、序列图谱和基 因图谱。后者主要研究基因所具有的功能，并确定在生物体生命活动过程中是如何发挥作用的。 把研究较多的一些低等生物和实验动物如小鼠作为模式生物进行比较分析，从其基因组中发现 一些普遍规律或重要信息，来作为人类基因组研究的基础。 1．1 原核细胞的特性和基因组研究：基因组相对很简单，易于研究。 con) 1．1．1大肠埃希菌(Escherichia 20世纪70年代初期，在建立DNA重组技术的同时，就开展了大肠菌基因组的研究。它主 要包括揭示新基因，查明DNA序列和基因结构特点以及该基因的功能与基因间的调控关系即操 纵子学说。这一技术路线也成为其他模式生物特别是人的基因组计划研究技术路线。1997年9 月，大肠菌的完整基因图谱己绘制成功，基因组全序列完成，同时也搞清了所有基因产物的氨 基酸序列。62％的基因功能已经阐明，仍有38％基因功能尚未完全搞清。 influenzae) 1．1．2流感嗜血杆菌(Haemophilus 对该细菌基因组的研究，采用shotgun策略，于1995年7月第一个细菌基因组全序列发表， 大小为1．8 Mb。含1 frame，ORF)。这是微生物以至整 reading 703个基因或开放阅读框架(Open ’该论文发表于2002年8月的中国实验动物学杂志，2002，12(4)，有修改。 2004学术年会囝769 个生物学领域的一个里程碑。 1．2真核单细胞的特性和基因组研究 cerevisiae)该酵母是最简单的真核生物。它可以在特定的培养基上 酿酒酵母(Sacharomyces 生长，完全可以控制其化学和物理环境；其次酵母的生命周期也很适合用来作遗传分析，很容