趙國屏院士談基因組學的明天

上一篇 / 下一篇 2008-10-26 17:48:00/ 個人分類：分析研究

完成了人類基因組測序、公布了人類基因組“精細圖”，曾有人以為，一切關于人類健康的問題都迎刃而解。但實際上，雖然科學家從“生命天書”的一串串字符中解析了3萬多個功能基因，但是，它們的生物學意義還需要進一步解讀。

基因組學研究該走向何方？中科院院士、國家人類基因組南方研究中心執(zhí)行主任趙國屏在接受本報記者專訪時認為，目前，基因組學呈現(xiàn)兩大走勢，其一是通過比較基因組和功能基因組研究，解決與人類疾病、健康相關的現(xiàn)實問題。其二是收集更多、更廣泛的基因組數(shù)據(jù)，回答一些生命科學的基礎問題，譬如環(huán)境基因組學和進化基因組學的問題。

近年來，基因組技術出現(xiàn)了兩大技術突破：全基因組基因分型和高通量基因組測序。在這兩大技術突破的基礎上，對人類基因組的研究得以從分析個別參考樣本數(shù)據(jù)的“生物學”階段上升到分析大樣本統(tǒng)計數(shù)據(jù)的“遺傳學”階段。與此同時，正在快速發(fā)展的表觀基因組技術，結(jié)合功能基因組技術，有可能幫助科學家從根本上解讀基因組的遺傳語言。利用上述技術，人們正抓緊尋找腫瘤、神經(jīng)和免疫系統(tǒng)以及代謝相關疾病等復雜疾病的基因“病根”，希望發(fā)現(xiàn)疾病發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)歸的機制，尋找預防、診斷和治療的新方法。

不可忽視的是，上述基因組技術的不斷發(fā)展，還在推動生命科學的新學科發(fā)展。趙國屏覺得，目前他正從事的元基因組研究就是環(huán)境基因組學發(fā)展的一個非常典型的例子。

所謂“元”，其實就是微生物在一定的生態(tài)域中所有種類的“大雜燴”菌群，也許人們無法仔細區(qū)分每個菌種，但這樣的菌群是相對穩(wěn)定的，進行著有規(guī)律的代謝運動，具有相對穩(wěn)定的基因組“總和”，也就是“元基因組”。對于人體而言，腸道菌群“元基因組”就可以被看作是左右人類健康的“第二個基因組”。由于菌種數(shù)量巨大，且大部分尚不能被培養(yǎng)，所以，按照經(jīng)典的分離菌種的方法，人們是無法研究“元基因組”的?，F(xiàn)在依靠基因組測序，科學家只需將菌群的全部DNA分離出來，通過測序，就能比較全面地認識“元基因組”大部分重要基因的功能，甚至描繪出若干種關鍵微生物的基因組圖?！斑@意味著，即使我們從來沒見過某種微生物，未能在實驗室培養(yǎng)出這種細菌，卻能深刻了解它的功能。”趙國屏告訴記者，目前，已可根據(jù)序列推斷出細菌80%以上基因的功能。

其實，元基因組研究之所以得以發(fā)展，除了測序技術突破的貢獻，功能基因組中新興的代謝組學為元基因組的“基因型”帶來了可較精確測定的、全面的“表型”也是必不可少的技術基礎。趙國屏說，代謝組學的一個重要思想，就是將生命作為一個整體來研究；而代謝物組，則既可以反映這種生命運動動態(tài)平衡的結(jié)果，又可以檢測平衡偏差的程度。將這一概念和技術運用于人體研究，代謝組學將人類的基因型和元基因組基因型與代謝物建立起了關聯(lián)。

無論朝哪個方向發(fā)展，趙國屏認為，科學的、大規(guī)模的和長期持續(xù)的樣本收集都是至關重要的，也是目前研究所碰到的瓶頸之一?；蚪M研究本質(zhì)上是遺傳學研究，沒有足夠的樣本，就無法圓滿回答復雜的遺傳相關問題，而人類疾病和健康問題都是復雜的與遺傳相關的問題。近兩年，世界各國科學家利用大樣本，做出了很好的工作。他希望國家在這方面也能下大決心，“十年前我們不會做，現(xiàn)在我們已經(jīng)會做了，但需要足夠的合格的樣本?！?BR>