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具有划时代意义的基因测序技术

导读: 基因测序技术作为生命科学工程中一个重要分支,近年来,愈益成为临床诊断和科学研究的重点。换言之,基因测序技术已经挣脱单一遗传病专业的桎梏,扩展到复杂基本和个体化医疗等更为广阔的领域。

近日,新一期美国《细胞》杂质的研究表明,深圳华大基因研究院用“无创产前基因检测”技术收集了超过十四万名中国孕妇的部分基因组样本。据悉,本次研究涉及到的测序对象约占中国总人口的万分之一,其中还覆盖了除汉族外的其他36个少数民族。这是迄今为止最大规模的中国人基因组测序和分析,对揭示基因与生育的联系以及了解中国人口的基因结构大有助益。

基因测序技术作为生命科学工程中一个重要分支,近年来,愈益成为临床诊断和科学研究的重点。换言之,基因测序技术已经挣脱单一遗传病专业的桎梏,扩展到复杂基本和个体化医疗等更为广阔的领域。此外,DNA的序列测定还是分子生物学研究中的一项非常重要和关键的内容,在基因分离、定位、基因结构和功能的研究、基因片段的合成和探针的制备等方面意义重大。

那么,测序技术又是怎样建立的呢?1949年,Frederick Sanger开发了测定胰岛素两条肽链氨基末端序列的技术,并于1953年测定了胰岛素的氨基酸序列;1950年,Edman提出了蛋白质的N端测序技术,后来在此基础上发展出了蛋白质自动测序技术;1965年,Sanger等发明了RNA的小片段序列测定法,并完成了大肠杆菌5S rRNA的120个核苷酸的测定;1975年,Sanger和Coulson发明了“加减法”测定DNA序列,两年后,Sanger在引入双脱氧核苷三磷酸后,形成了双脱氧链终止法,使得DNA序列测定的效率和准确性大大提高……DNA测序技术就此诞生,并迅速超越了RNA测序技术,成为现代分子生物学中最重要的技术。

1990年,人类基因组计划(Human Genome Project-HGP)正式启动。计划实施的目的有五个:一是识别人类DNA中所有基因(超过10万个);二是测定组成人类DNA的30亿碱基对的序列;三是将这些信息都储存到数据库在;四是开发出有关数据的分析工具;五是致力于解决该计划可能引发的伦理、法律和社会问题。计划于2003年正式完成,从此奠定了人类基因组计划在21世纪生命科学发展和现代医药生物技术产业化的基础。

人类基因组计划的完成,使得人类对自身遗传信息的认知程度得到了飞跃式的加深。同时,科学技术的发展也大大推进了基因测序技术的进步。从最初的第一代以Sanger测序为代表的直接检测技术和以连锁分析为代表的间接测序技术,到2005年以illumina公司的Solexa技术和ABI公司的SOLiD技术为标志的新一代测序相继出现,测序效率显著提升。2010年,《Science》杂志更是将这一技术评选为当年的“十大科学进展”。

基因测序技术的诞生为人类生命提供了更多的活力和延展空间。但就目前的发展态势而言,该项技术并不算成熟。未来,随着科技的发展,基因检测技术必将迈入一个崭新的发展阶段,无论是检测水平还是检测费用都将更加亲民化,发展大规模的个体化医疗也将成为可能。

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