04-硕士研究生课-后基因组学-章跃陵-结构基因组学示例讲解.ppt

主要内容 一、前言 二、人类基因组计划产生的历史背景和发展历程 三、解读生命的“天书”人类基因组序列图 四、人类基因组计划对未来医学的重大影响 五、人类基因组计划的负面影响 一、前言 二）什么是人类基因组计划（Human Genome Project, HGP) 人类基因组计划是由美国科学家于1985年率先提出、于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息 。 简而言之，人类基因组计划的主要任务是测定人体23对染色体上所含有的约30亿个碱基对的顺序。 三）HGP重要意义 可以破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我 ，揭示人类自身的奥妙，如寻找人类的祖先，国家或民族的起源。 可以确定人类所含有的基因数目和基因组的大小。 弄清楚每种基因制造的蛋白质及其作用。 根据蛋白质的结构及其相互作用方式，可以揭示很多疾病的病因，了解民族疾病差异，设计相应的药物使治疗方案能“对因下药”，为医学奠定基础。 一）产生的历史背景 二）人类基因组计划的发展历程 1）缘起 研究结果怎么样呢？ 几乎所有同细胞增殖有关的基因，都与肿瘤有关 人类所有疾病，都直接或间接与基因有关 1990年，历经5年辩论之后，美国国会批准由国立卫生研究院和能源部共同组成“人类基因组研究所（NHGRI）”，美国的“人类基因组计划”于10月1日正式启动。 总体规划是：拟在15年内至少投入30亿美元，进行对人类全基因组的分析。 逐渐地，HGP 扩展为多国协作计划。参与者包括：欧共体、日本、加拿大、俄罗斯、巴西、印度和中国等国的科学家。 2、HGP的主要目标 3、HGP的主要任务 人类基因组测序 模式生物基因组测序 4、HGP测序的材料与方法 在人类基因组计划的早期，一直存在一个争执——我们到底该测谁的DNA？ 最后一共选择了9个DNA来源，其中8个来源于男性。 为什么大部分选择男性？ 原因： a、女性样品含有2条X染色体，而不含Y染色体，相反，男性只含1条X染色体，同时还具有1条Y染色体，其基因资源丰富； b、由于某些基因在体细胞中会发生重排，故人们喜欢选用生殖细胞进行测序，而从女性身上取得卵细胞要比从男性身上取得精子难的多，同时精子的巨大数量也是易于取材的一个着眼点。 DNA的来源是必威体育官网网址的，这样做是为了防止伦理问题上的矛盾，可以通过联系奥克兰的人类基因组基金会，Caltech和BACPAC资源中心来进一步了解选取DNA样品的步骤。 运用计算机软件进行序列拼接 5、 测序结果 1、测序结果提交形式 1）遗传图谱； 2）物理图谱； 3）单核苷酸多态性图谱(SNP)：虽然人类基因组99.9%序列相同, 但仅有不足0.1 %包括与疾病有关的差异, 将这些差异称为单核苷酸多态性( single nucleotide polymorphism , SNP) ，每个人都有微小的单核苷酸差异。目前, SNP 已有几十万种。因此, 用SNP作为遗传图谱有良好的优越性和实用性； 4）序列图谱； 5）基因图谱(转录图)：目前, 研究结果表明人类基因组仅含2.5 万个左右的基因，跟线虫差不多, 比原来估计的6 一10 万个基因小得多。并发现人类种族在基因上的差异不明显, 人类基因突破都在 Y 染色体上。 2）论文发表 人类基因组测序的成果主要发表在以下3篇文献： 2001.2.15 Nature 409, 860-921 ； 2001.2.16 Science 291(5507):1304-1351； 2004.10.21 Nature 431, 931-945. 1）Initial sequencing and analysis of the human genome, Nature 409, 860-921 (15 Feb 2001) Abstract The human genome holds an extraordinary trove of information about human development, physiology, medicine and evolution. Here we report the results of an international collaboration to produce and make freely available a draft sequence of the human genome. We also present an initial analysis of the data, des