國際千人基因組計劃是由中英美德等國科學(xué)家共同承擔(dān)的一項(xiàng)研究任務(wù)，其目的是繪制迄今為止最為詳盡且最具醫(yī)學(xué)應(yīng)用價值的人類基因組遺傳多態(tài)性圖譜。這項(xiàng)計劃始于2008年1月22日，旨在通過廣泛的基因數(shù)據(jù)分析來揭示與疾病相關(guān)的基因變異。
背景介紹
國際千人基因組計劃依托深圳市華大基因研究院、英國桑格研究所、美國國立人類基因組研究所等機(jī)構(gòu)展開。該計劃自2008年1月22日起正式啟動，計劃測序人數(shù)為1200人，即所謂的千人基因組計劃。深圳華大基因研究院作為發(fā)起單位之一，負(fù)責(zé)了400個黃種人全基因組樣本的測序和分析工作，并協(xié)助完成了非洲人群的全部測序和分析任務(wù)。中方協(xié)調(diào)人、深圳華大基因研究院副院長王俊表示，該計劃將開放全部數(shù)據(jù)供科研機(jī)構(gòu)使用，以期更好地理解人類生老病死的奧秘，并與國際同仁緊密合作，解讀導(dǎo)致癌癥和糖尿病等疾病的基因密碼。
測序人群
國際千人基因組計劃涵蓋了多個地區(qū)和民族的人群，包括尼日利亞伊巴丹地區(qū)的約魯巴人、日本東京的日本人、中國北京的中國人、猶他州的北歐和西歐人后裔、肯尼亞Webuye的Luhya人和Kinyawa的Maasai人、意大利的Toscani居民、美國休斯敦的古吉拉特語美洲原住民、美國丹佛的中國人、美國洛杉磯的墨西哥人后裔以及美國西南部的非洲人后裔。
發(fā)起機(jī)構(gòu)
國際千人基因組計劃的主要發(fā)起者和承擔(dān)者包括英國的Sanger研究所、中國的深圳華大基因研究院（BGI Shenzhen）以及美國的國立衛(wèi)生研究院（NIH）下屬的美國人類基因組研究所（NHGRI）。
數(shù)據(jù)公布
2012年11月，國際千人基因組計劃的研究人員在《自然》雜志上公布了1092人的基因數(shù)據(jù)，這一成果有望推動更廣泛地分析與疾病相關(guān)的基因變異。該計劃的最終目標(biāo)是收集世界各地不同人群中的2500份基因數(shù)據(jù)。這次公布的基因數(shù)據(jù)涉及來自歐洲、美洲、亞洲、非洲的14個國家和地區(qū)的逾千名參與者。這是科學(xué)界首次實(shí)現(xiàn)千人規(guī)模以上的基因組對比分析，這一規(guī)模有助于發(fā)現(xiàn)一些罕見的基因變異，如攜帶者占總?cè)丝诒壤蛔?%的基因變異。這些罕見基因變異可能與疾病風(fēng)險相關(guān)，如心臟病或癌癥的風(fēng)險增加。對這些基因變異的研究有助于開發(fā)預(yù)防、治療相關(guān)疾病的方法。
主要內(nèi)容
2010年6月21日，國際千人基因組計劃協(xié)作組宣布，該計劃的第一階段三個先導(dǎo)項(xiàng)目已順利完成，所有數(shù)據(jù)均已存儲于公共數(shù)據(jù)庫，供公眾免費(fèi)獲取和瀏覽。這些先導(dǎo)項(xiàng)目旨在驗(yàn)證多種測序方法對于東亞、歐洲和非洲人群中遺傳多態(tài)性頻率不低于1%的鑒別能力，顯著提高了此前國際單倍體型計劃（HapMap計劃）5%~10%的遺傳多態(tài)性的檢出能力。該數(shù)據(jù)庫最終將包含來自全球27個族群的2500個人的全部基因組信息，產(chǎn)生50TB（5萬GB）的數(shù)據(jù)，包含8萬億個脫氧核糖核酸核苷酸堿基對。這一數(shù)據(jù)資源是一個開放的公共資源，為各種疾病的關(guān)聯(lián)分析提供詳細(xì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；為解釋人類重大疾病發(fā)病機(jī)理、開展個性化預(yù)測、預(yù)防和治療打下基礎(chǔ)。此外，該項(xiàng)目還加深了人們對人類群體遺傳學(xué)的理解，促進(jìn)人類進(jìn)化史的研究。
先導(dǎo)項(xiàng)目
內(nèi)容
第一個先導(dǎo)項(xiàng)目運(yùn)用多種下一代高通量測序技術(shù)平臺，完成了兩個核心家庭共6人的高覆蓋度全基因組測序，每個基因組的測序深度在20~60倍。通過此項(xiàng)目，可以評價多種主要測序方法的優(yōu)缺點(diǎn)，為“國際千人基因組計劃”的后續(xù)項(xiàng)目掃清技術(shù)障礙。第二個先導(dǎo)項(xiàng)目完成了179人的低覆蓋度全基因組測序，平均測序深度在3倍。數(shù)據(jù)表明，大樣本低覆蓋度測序在降低成本的同時，仍然能有效識別人群中的基因多樣性。第三個先導(dǎo)項(xiàng)目通過對700人的1000個基因外顯子的測序，獲得了占人類基因組全部序列2%的蛋白質(zhì)編碼基因名錄。前所未有的大樣本量有助于研究人群罕見變異的表達(dá)圖譜。
意義
第一階段3個先導(dǎo)項(xiàng)目的完成具有重大應(yīng)用價值。科學(xué)家可在下列方面大有可為：在更大的人群范圍內(nèi)定位人群突變基因；檢測導(dǎo)致人類遺傳疾病的相關(guān)基因；鑒定特定遺傳病人群中含有的罕見致病基因。美方協(xié)調(diào)人展望了此計劃的美好前景：“先導(dǎo)項(xiàng)目完成的意義重大，為下一階段更大樣本量的研究打下了堅實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。我們的最終目標(biāo)是完成2500個人的全基因組數(shù)據(jù)，我非常希望如此海量的數(shù)據(jù)能更精確地定位已發(fā)現(xiàn)的遺傳風(fēng)險因子、挖掘出更多未知的致病遺傳因子，為人類健康造福。”
專家評價
國際千人基因組計劃被認(rèn)為是人類基因組計劃的延續(xù)和發(fā)展，是基因組科學(xué)研究向臨床醫(yī)學(xué)邁進(jìn)的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。該計劃產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和研究成果將迅速通過公共數(shù)據(jù)庫發(fā)布，供全球科學(xué)家免費(fèi)共享。
主要意義
1、自“人類基因組計劃”完成以來，因?yàn)殡y以同時對許多人進(jìn)行基因測序，基因研究一直只在較小的層面上進(jìn)行。本次研究不僅使大規(guī)模測序成為可能，還繪制了一個詳盡的基因圖譜以供比對，這標(biāo)志著人類基因研究進(jìn)入了一個劃時代的新階段。2、面對人類生長和發(fā)育、遺傳疾病和健康、進(jìn)化和醫(yī)療等一系列問題，一份詳盡的人類基因組圖譜是必不可少的。3、弗朗西斯高度贊揚(yáng)了中國科學(xué)家的成就，中國人占世界人口的五分之一，深圳深圳華大基因研究院研究院的研究對理解中國人的基因組具有非凡的意義，她預(yù)計到2011年，華大基因?qū)⒛芡瓿?0000至20000個人類基因組測序。4、參與此項(xiàng)計劃的深圳市華大基因研究院負(fù)責(zé)人、中科院院士楊煥明表示，有人喝口水都要長肉是緣于基因的不同變異，我們參與的“千人基因組計劃”，就是為了搞清楚你我他為什么不一樣。楊煥明說研究院做了600個人的測序和分析，在“千人基因組計劃”中的貢獻(xiàn)超過30%。5、深圳華大基因研究院副院長王俊博士表示，“千人基因組計劃”中的黃種人基因組研究，將使中國基因組科學(xué)和相關(guān)醫(yī)學(xué)研究直接跨入與國際前沿完全接軌的世界先進(jìn)行列，極大地促進(jìn)中國藥物基因組學(xué)研究的發(fā)展。
基因研究大事記
1859年至1959年的基因研究歷史，從查爾斯·達(dá)爾文的《物種起源》到DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，再到人類基因組計劃的完成，展現(xiàn)了基因研究領(lǐng)域的一系列里程碑事件。
1960年至2006年的基因研究進(jìn)展，包括mRNA的發(fā)現(xiàn)、遺傳密碼的破譯、基因測序技術(shù)的發(fā)展等，顯示了基因研究領(lǐng)域的快速進(jìn)步。
數(shù)據(jù)公開
2012年3月29日，美國國立衛(wèi)生研究院宣布，他們的數(shù)據(jù)總量達(dá)到200TB，是世界上最大的人類基因變異數(shù)據(jù)集。這些數(shù)據(jù)由亞馬遜旗下的云計算公司——“亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”存儲，并免費(fèi)對外開放。此舉使得更多的科學(xué)家能夠利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，加速基因型與癌癥、糖尿病等疾病間關(guān)系的發(fā)現(xiàn)。
參考資料 >
基因測序計劃知多少-科技日報數(shù)字報.數(shù)字報.2024-11-28
華大基因董事長汪建:迎接生命經(jīng)濟(jì)時代實(shí)現(xiàn)一百歲的夢想.新華社《經(jīng)濟(jì)參考報》官方網(wǎng)站.2024-11-28
基因測序計劃知多少中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng)國家經(jīng)濟(jì)門戶.中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng).2024-11-28