生物通報導：在電影《侏羅紀公園》中，科學家克隆出了各種各樣的恐龍。現在，一個研究組已經重建了一種古老動物的基因組，這種生物被認為是所有胎盤哺乳動物的共同祖先。這項研究可能會幫助研究人員解釋出哺乳動物DNA的變化如何為人類進化鋪平道路的問題。相關文章發表在2004年12月的GenomeResearch上。要想追溯人類的進化史，首先需要了解我們的直接祖先的一些遺傳信息。到現在為止，獲得這種信息最大的希望就是恢復妥善保存的化石的DNA。但由於化石中的DNA通常已經退化而無法進行研究，因此古老基因組的重建只能成為科幻小說的寵兒。為了解決這個問題，加州大學的DavidHaussler等人則從計算機上尋求答案而不是化石。研究組從19種現代胎盤哺乳動物入手研究，其中包括人類、豬和小鼠並且將所有動物共有的一個110萬鹼基對組成的區域用電腦程式進行分析。
基本介紹
- 中文名：基因組重建
- 外文名：genome reconstruction
- 電影：《侏羅紀公園》
- 危害：給人類帶來了新的危險
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相關信息
這個程式假設如果一些哺乳動物具有相似的DNA序列，那么他們的祖先也必定有這個系列。對於那些在動物間有差異的序列，這個程式利用一套複雜的規則來確定最有可能在他們的祖先中存在的序列。一種進化模擬程式表明研究組確定的最終的古老序列的精確率為98%。
研究人員認為這些發現非常有意義，與古老序列相比，齧齒動物序列所含的“新”DNA是人類序列的兩倍。這意味著較少的突變就能使人類發生比齧齒動物更劇烈的血統變化。研究組還發現一些非編碼序列一直被保存了下來。這也證明之前被認為是垃圾DNA的序列與進化密切相關。
基因組重建利弊
現在，人們正拿起了基因測序這一先進武器，在“非典”的戰場上與病魔展開較量。4月14日，人類基因組全圖正式發表，從此全世界的人們都可以免費獲得這份資源；50年前的這個時候，沃森和克里克共同發表了DNA分子的雙螺旋結構，從此為人類認識、了解自己打開了關鍵的一道門。
曾幾何時，當人類自身的秘密困擾著我們的時候，我們是那樣迷惑；但當這秘密漸漸將大白於天下時，我們不自禁地又猶豫起來。
距離是產生美感的基礎，當一切都變得如此清晰，我們還會一如從前嗎？科學，是雙刃劍，即使在“人類基因組計畫”這樣從一開始就本著全人類免費共享資源的項目，也曾遇到某些不和諧的聲音。
但是，無論科學，還是人為，都要遵循自然的法則。按照中國傳統的哲學思想———天之道，損有餘補不足。一切的不平衡都會在宗法自然中找到自己的支點。
不知不覺間，人類已經在第21個世紀走過了兩個半年頭，DNA分子的雙螺旋結構也已經發表了50周年。回想50年前，生命奧秘答案初現端倪之時，人們的驚喜、迷惑與期待還仿佛如剛剛掠過的那一縷清風，在我們的耳邊、心裡留下揮之不去的印象。
時間是最自然的，又是最人為的。自然似乎只通過時間給我們以啟示，斗轉星移的相應位置造成的物理變化，以及與此有關的生物的生死循環等。作為國際人類基因組計畫的執行者，我相信經過我們所有正直的、負責任科學家的努力，人類基因組計畫也將造福於人類。
科學是最人為的。科學之所以謂為科學，它是那些自然存在事物的新發現與自然中並不存在的新事物的新發明。科學又是最自然的。所有科學發現與發明都是基於自然界的固有規律。科學又應該是自然與人為的統一。科學是人類文明的一部分，而人類的文明依賴於其對自然的了解和與自然的和諧。
科學是人為的，它才成為我們所擔心的一柄“雙刃劍”。它給人類帶來了繁榮幸福，又給人類帶來了新的危險。自然與人為的問題，從根本上來說，是如何認識人類在自然界中位置的問題。整個人類在自然界中的位置，是自然界安排的。隨著人類的意識的形成，對自然認識的拓展也隨之改變。
我們人類是什麼？
我們是如何來到這個世界，又如何離去？為什麼你那高高的鼻子那么像你的爸爸？那漂亮的眼睛又像你的媽媽？為什麼我們都一樣———無疑是人類這個大家庭的一員，可我們大家又都不一樣？生死、衰老、人之異同，已困擾了我們幾千年，這些問題的答案現在尚可等候。可疾病對我們的危害確是每一個人、每一個家庭、每一個負責的團體與國家政府都不得不考慮的問題。
20世紀是物理學最為風光、最為輝煌、為人類文明與科學進步貢獻最大的世紀。對物質原子結構的認識，使物理學進入鼎盛時期。核子彈的爆炸與人類走向太空，更使物理學登峰造極。最後，又以最簡單的無機矽研製成晶片。
“不知廬山真面目，只緣身在此山中”。站在太空上，人類以前所未有的視角，重新審視我們的棲息地—地球。它與我們目前所知其他星球的主要區別之一，就是生物的存在。基因使地球鬱鬱蔥蔥，生機一片，它使我們對生命的奧秘與神奇充滿新的遐想與好奇；也使我們對人類本身的了解提出新的質疑：我們已成為地球的主宰，卻不能主宰自己。
世界上仍有一半以上的人，不同程度地受各種慢性病的折磨。曾肆虐一時的傳染病，儘管已得到控制，可並沒有像天花一樣銷聲匿跡。抗菌素等藥物發現的步子越來越慢，相反，自然界抗藥的病原微生物越來越多。
腫瘤、心血管疾病等主要死因已成為人類祛除不掉的幽靈。愛滋病的出現與肆虐，使人類深感憂慮。從一戰期間死於感冒美國士兵身上分離到的病毒又告訴我們：一不小心，它還可能要我們的性命，因為人類對這種致命的感冒病毒仍沒有天生的免疫力。在此同時，醫學研究的進展、新藥的開發的步伐正在一步步減慢。近幾十年沒有新的抗生素問世。一種重要的藥研究需要耗時12年，相當於三架波音747-400飛機的代價。
人類開始了對人類自己的最大的研究。對於自我、對於生命世界、對大自然開展了空前規模的探索，這就是六國參與的“國際人類基因組計畫”。
我至此刻還不知道文明的確切定義是什麼。但人類的有文字記載的文明史至少已有五六千年。
科學總是與文明、與道義相連的。人類不僅有了科學的巨大發展，也對人類符合人的自然———人性文明的重建有了新的反省。而重建文明的關鍵，便是重新認識人類在自然科學界中的位置。這正是人類基因組計畫將要對人類做出的最大貢獻。
人類基因組研究與自然
20世紀被很多人認為是物理學的世紀。我很欣賞這樣的描述：這一世紀從人類認識物質的基本組成———原子結構開始。核子彈爆炸與人類登月是這一世紀最輝煌成就的一部分，而最後以最簡單無機矽製造的馬鈴薯晶片(Chip)使人類進入了資訊時代！
20世紀還孕育了另一個世紀：這是從我們重新發現生命的最基本信息———基因開始。50年代的遺傳物質結構模型的提出與70年代遺傳工程技術的成立使之趨於成熟，而90年代開始的國際人類基因組計畫把人類帶進了另一個世紀。
現在我想以人類基因組計畫的發展來談一談人類在自然界中的位置，再談自然與“人為”的問題。
從前，當我們討論“科學是雙刃劍”時，我們關心的僅僅是人類的敵人可能也會揮起這柄劍，如希特勒、如山本五十六。現在，我們的問題一下子複雜起來了。我們的法律一下子在複製人類等新問題前變得無所適從，或無能為力。我們把它們歸咎於道義或倫理問題。實際上，就是自然與人為的問題。
人類基因組計畫在科學上的目的，是測定組成人類基因組的30億個核苷酸的序列。從而奠定闡明人類所有基因的結構與功能，解讀人類的遺傳信息，揭開人類奧秘的基礎。由於生命物質的一致性與生物進化的連續性，這就意味著揭開生命最終奧秘的關鍵，也就是人類基因組計畫的所有理論、策略與技術，是在研究人類這一最為高級、最為複雜的生物系統中形成的。
規模化就是隨著人類基因組計畫的啟動而誕生，隨著人類基因組計畫的進展成功而發展的“基因組學”。生物學家第一次從整個基因組的規模去認識、去研究，而不是大家分頭一個一個去發現，基因研究將是基因組學區別於基因組(genetics)與所有涉及基因的學科的主要地方。基因組規模也改變了經典的實驗室規模，改變了原有的實驗方式，這也許是“國際人類基因組計畫”只有6個正式成員國與16箇中心的原因之一。
生物的序列化即生命科學以序列為基礎。這是新時代的生命科學區別於以前的生物學的最主要的特點。隨著人類基因組序列圖的最終完成，SNP(單核苷酸多態性，即序列差異)的發現以及比較基因組學古代DNA、“食物基因組計畫”、“病原與環境基因組計畫”(主要是致命致病學)以及與之有關的人類易感性有關序列的推進，有科學、經濟、醫學意義的主要物種的基因組序列圖都將問世。我們從序列中得到的信息，已經比到現在為止的所有生物研究積累的信息還要多。生物學第一次成為以數據(具體的序列數據)為根據與導向，而不是再以假說與概念為導向的科學。即使進化這一生命最實質的特徵以及進化的研究，都把因多種模式及其他生物的基因組序列為基礎。古代DNA的研究，也不再是因時間與過去了的環境而惟一不能在實驗室重複的進化研究，從而揭示生命進化的奧秘與古今生物的聯繫。這就幫助人們更好地認識人類在生物世界中的關係。
生物的信息化，是藉助於電子計算機的威力，也藉助於把地球變小的網路。沒有它們，國際人類基因組計畫的協調與全世界的及時公布是不可能的。沒有全部的軟體與硬體，人類基因組計畫一切都不可能。序列一經讀出，它的質控、組裝，以至於遞交、分析都有賴於生物信息學，而現在開始，序列的意義完全決定於生物信息學。沒有電子計算機的分析與正在爆炸的信息的比較，序列又有何用？
人類基因組計畫之所以引人注目，首先源於人們對健康的需求。疾病問題是自然影響健康的首要因子，是每一個人、每一對父母、每一個家庭、每一個國家政府所不得不考慮的問題。因為人類對健康的追求，從來都不曾懈怠過。
