許多全球性或地區(qū)性衛(wèi)生與健康問題，諸如全球流行的艾滋病等傳染病，全人類共同的癌癥和心腦血管疾病等慢性病，危害全人類健康及安全的溫室效應(yīng)，臭氧空洞等以及其他災(zāi)害，許多國家面臨的生態(tài)破壞、環(huán)境污染等問題，只有靠全人類共同努力才能解決。因此，國際分工、協(xié)作和交流日益加強(qiáng)，從人類基因組計(jì)劃這類微觀研究到地球生物圈這類宏觀研究都是由世界上許多國家甚至是所有國家協(xié)作進(jìn)行的。
《Circulation 》雜志最近發(fā)表加拿大多倫多大學(xué)華裔學(xué)者劉宗正領(lǐng)導(dǎo)的國際合作研究，心血管系統(tǒng)多數(shù)活化基因被發(fā)現(xiàn)。參與合作單位今后分路進(jìn)行：多倫多大學(xué)尋找心衰的基因，香港中文大學(xué)尋找冠脈粥樣硬化疾病基因，中國大陸研究造成高血壓和中風(fēng)的疾病基因。
人類基因組計(jì)劃 (Human Genome Project, HGP) 是美國科學(xué)家 Renato Dulbecco于1986年在《Science》雜志上發(fā)表的短文中率先提出的， 旨在闡明人類基因組的全部序列，從整體上破譯人類遺傳信息，使人類第一次在分子水平全面認(rèn)識自我。美國于1990年正式啟動人類基因組計(jì)劃，預(yù)計(jì)在15年時(shí)間內(nèi)提供30億美元的資助。歐共體、日本、加拿大、前蘇聯(lián)、巴西和印度等國也提出了類似的計(jì)劃。由于各國政府和科學(xué)家的共同努力，HGP已成為全球性的重大國際合作項(xiàng)目， 為此還專門成立了國際人類基因組組織(HUGO)來統(tǒng)一協(xié)調(diào)這一計(jì)劃，目前已有15個(gè)國家和歐共體加入HUGO。
人類基因組計(jì)劃的意義十分重大，因?yàn)樗粌H能通過揭示人類生命活動的遺傳學(xué)基礎(chǔ)而帶動整個(gè)生命科學(xué)的發(fā)展，而且將成為21世紀(jì)的分子醫(yī)學(xué)(基因診斷、 基因治療和基因工程產(chǎn)品開發(fā))奠定基礎(chǔ)。6千多種人類單基因遺傳病和一批嚴(yán)重危害人類健康的多基因病(如惡性腫瘤、心血管疾病等)將有可能得到預(yù)防、診斷和治療，農(nóng)業(yè)、工業(yè)和環(huán)境科學(xué)也將從中獲益非淺。
人類基因組計(jì)劃已取得一些重要的成果，概述如下：
HGP自1990年10月正式啟動至今已有7年多時(shí)間，這7 年所取得的成就使得人們不再像80年代后期那樣對HGP 的可行性持懷疑態(tài)度，正如美國 HGP負(fù)責(zé)人 Francis Collins 所說的，我們已從人類基因組計(jì)劃中學(xué)到最重要的一課是，這個(gè)計(jì)劃是完全可以的。而且在HGP執(zhí)行至今，人們發(fā)現(xiàn)在資金未能到達(dá)原定資助強(qiáng)度的條件下，已提前完成了原定的進(jìn)度。HGP主要包括四項(xiàng)任務(wù)：(1)遺傳圖譜的建立；(2) 物理圖譜的建立；(3)DNA順序測定；(4)基因的識別。 具體來說這幾年來有著如下四個(gè)方面的進(jìn)展：
(1) 遺傳圖譜
遺傳圖譜是通過計(jì)算機(jī)連鎖的遺傳標(biāo)志之間的重組頻率來確定它們之間的相對距離。至1994年底,在法國和美國科學(xué)家共同努力之下，完成了應(yīng)用RFLP 標(biāo)志和可用PCR方法進(jìn)行批量分析的微衛(wèi)星DNA為標(biāo)志，包含5826個(gè)位點(diǎn)，覆蓋400cM， 分辨率高達(dá)0.7cM的遺傳圖譜的制作。1996年3月法國科學(xué)家又報(bào)道了完全為微衛(wèi)星標(biāo)志構(gòu)建的遺傳連鎖圖，其中包括2335個(gè)位點(diǎn)，分辨率為1.6cM。 這些工作提前完成了原定于1998年完成的分辨率為2～5cM的計(jì)劃，不僅為進(jìn)一步的物理圖譜構(gòu)建提供了重要的依據(jù)，還可應(yīng)用這張遺傳圖譜，通過基因組掃描技術(shù)，對那些具有復(fù)雜性狀的多基因病(如高血壓、糖尿病、冠心病等)進(jìn)行連鎖分析，以完成這些疾病所涉及的易感基因的定位。
(2) 物理圖譜
物理圖譜用于確定各遺傳標(biāo)志之間的物理距離，其制作主要是通過大片段 DNA操作技術(shù)，對標(biāo)志進(jìn)行定序和距離測定，為基因的分離、識別和基因組DNA 順序測定奠定基礎(chǔ)。物理圖譜的構(gòu)建這幾年也有了長足的進(jìn)步：建立了以15086 個(gè)順序標(biāo)簽位點(diǎn)為標(biāo)志，分辨率達(dá)199kb的物理圖譜和構(gòu)建了由225個(gè)YAC 連續(xù)克隆重疊群組成的、覆蓋范圍達(dá)整個(gè)人類基因組75%的物理圖譜。此外， 應(yīng)用放射雜交制圖技術(shù)來制作物理圖譜也在緊鑼密鼓地進(jìn)行中。
(3) DNA順序測定
人類基因組全部DNA順序的測定是HGP的核心部分，在過去的幾年中這方面也有了異常迅猛的發(fā)展。目前隨著遺傳和物理圖譜工作的已經(jīng)和即將完成，測序就成為今后10年工作的重中之重。在基因組計(jì)劃上馬之際，完成的最長的DNA順序是250kb的巨細(xì)胞病毒順序，花費(fèi)了數(shù)年時(shí)間。而今，一個(gè)大測序中心可在一個(gè)月內(nèi)完成一個(gè)細(xì)菌基因組(大于1Mb)的測序工作。到目前為止世界上已有L·Hood、B·Booe 和Sanger中心等三個(gè)研究小組完成了長度大于1Mb的人基因組順序測定，其中包括T細(xì)胞受體區(qū)段、9號及22號染色體部分區(qū)段和Huntington舞蹈病基因區(qū)段。大規(guī)模DNA測序技術(shù)以及分析大片段DNA序列的生物信息技術(shù)的進(jìn)步。 對完成人類基因組全部核苷酸順序測定起著決定性作用，目前的方法有待進(jìn)一步改進(jìn)乃至革命。預(yù)期全部人類基因組測序工作將于2005年之前完成。
(4) 基因的識別
HGP的重要內(nèi)容之一，是識別全部人類基因即基因組中發(fā)生轉(zhuǎn)錄表達(dá)功能單位，并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。目前常采用的策略有二：(1)從基因組DNA順序中識別那些轉(zhuǎn)錄表達(dá)順序即基因；(2)隨機(jī)從cDNA文庫中挑取克隆并進(jìn)行部分測序。 這些隨機(jī)測出的部分cDNA順序稱為表達(dá)順序標(biāo)簽(EST)。 根據(jù)轉(zhuǎn)錄順序的位置和距離繪制的圖譜即轉(zhuǎn)錄圖。過去幾年里許多重要疾病( 如脆性X綜合癥、 Huntigton 舞蹈病、Wilson氏病、多囊腎病)的致病基因被通過定位克隆技術(shù)克隆，而隨著轉(zhuǎn)錄圖中所定位的基因的密度和精度的提高，定位克隆技術(shù)將逐步被定位候選克隆法所取代。
人類基因組計(jì)劃中還包括若干個(gè)模式生物體基因組計(jì)劃，我國重點(diǎn)支持的水稻基因組研究計(jì)劃亦可劃入這一范疇。模式生物體一直就是生命科學(xué)領(lǐng)域研究的基本模型，加之它們與人類相比基因組結(jié)構(gòu)簡單、單位DNA長度上基因密度高， 易于基因的識別，而且從低等至高等的各個(gè)模式生物是研究基因分子進(jìn)化的絕佳材料。各模式生物體之間的比較性研究將有助于人類基因的結(jié)構(gòu)與功能的闡明。對于在整體水平研究基因的功能，模式生物體更有著無法取代的地位。
我國人類基因組研究概況
我國的基因組研究工作起步較晚，而且是基礎(chǔ)差、底子薄、資金少，與國際上這幾年HGP的驚人速度相比，我們的差距很大，并且這種差距有進(jìn)一步加大的可能。中國生命科學(xué)界應(yīng)在如下幾個(gè)方面共同努力：
1. 盡快收集和利用我國寶貴的多民族基因組資源和遺傳病家系材料， 并阻止這些資源盲目流向國外。
2. 集中人力、物力和財(cái)力，建立互相配套的、集分子遺傳學(xué)、 自動化技術(shù)和信息技術(shù)為一體的中心，才能卓有成效地開展工作。
3. 根據(jù)我國國情和原有工作基礎(chǔ)，做到有所為有所不為， 走“短平快”和出奇制勝的道路，直接楔入基因組研究中最為關(guān)鍵的部分－基因識別，如走“cDNA計(jì)劃”道路，盡可能地克隆一大批新基因，在人類8萬～10 萬個(gè)基因中占有一定的份額。同時(shí)，由于基因組DNA測序是一項(xiàng)勞動和技能密集性工作，如能引進(jìn)技術(shù)， 培訓(xùn)一支高水平的技術(shù)隊(duì)伍，完全有可能將人類基因組測序的一部分工作吸引到我國。
4. 充分利用國際基因數(shù)據(jù)庫中已有信息，建立生物信息技術(shù)， 推進(jìn)我國基因組研究工作，并在基因組轉(zhuǎn)錄順序的認(rèn)識及基因功能推測方面多做工作。
5. 多渠道籌措資金，在維護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的前提下開展國際間合作。
歷史已將中國當(dāng)代科學(xué)家推上了人類基因組計(jì)劃這一國際合作和競爭的大舞臺，他們責(zé)無旁貸地要為供養(yǎng)自己的國家和人民負(fù)責(zé)，為21世紀(jì)中國的科學(xué)、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)負(fù)責(zé)，唯有高瞻遠(yuǎn)矚地認(rèn)清當(dāng)前的形勢和不辭勞苦、不計(jì)得失地拼搏，才有可能在國際人類基因組計(jì)劃中占有一席之地，有著交換和分享數(shù)據(jù)的資本，共同品嘗人類基因組這一全人類的“圣餐”。
我國1994年啟動HGP，現(xiàn)已完成南北方兩個(gè)漢族人群和西南、東北地區(qū)12個(gè)少數(shù)民族共733個(gè)永生細(xì)胞系的建立，為中華民族基因保存了寶貴的資源，并在多民族基因組多樣性的研究中取得了成就，在致病基因研究中有所發(fā)現(xiàn)。定名為中華民族基因組結(jié)構(gòu)和功能研究的HGP為“九五”國家最大的資助研究項(xiàng)目之一（700萬元)，為我國在下世紀(jì)國際HGP科學(xué)的新一輪競爭中占據(jù)有利地位打好了基礎(chǔ)。
