历时22年,超2亿个缺失的人类基因组首次
研究完整人类基因组的DNA碱基,以字母A、T、C和G为代表
历时22年,研究人员终于从头到尾破译了完整的人类基因组序列。
钛媒体App4月1日消息,据科技日报,全球 期刊《Science》(科学)杂志今天凌晨连发6篇论文报告,公布了人类基因组测序的 进展:国家人类基因组研究中心(NHGRI)组成的端粒到端粒(T2T)联盟科学团队,通过新的技术研究出全球 个完整的、无间隙的人类基因组序列,首次揭示了高度相同的节段重复基因组区域及其在人类基因组中的变异。
据中国科学报,人类基因组计划参与者、中国科学院北京基因组研究所研究员于 表示,假如把人类基因组序列比作一辆非常复杂的汽车,那么与20年前完成的人类基因组草图相比,完整的新序列相当于增添了更多零件。
研究人员到底破译了什么?人类基因组由超过60亿个独立的DNA碱基、大约2-3万个蛋白质编码基因(整个基因仍未有统一答案)组成,与黑猩猩等其他灵长类动物的数量差不多,分布在23对染色体上。为了读取数以万计的基因组,科学家们首先将所有的DNA链切成几百到几千个单位长度的DNA片段。然后用测序机器读取每个片段中的各个碱基,科学家们试图按照正确的顺序组装这些片段,就像拼凑一个复杂的拼图。
年2月12日,由6国科学家共同参与的国际人类基因组计划首次公布人类基因组图谱及初步分析结果;年4月15日,公布了人类基因组序列草图。
然而,由于技术限制,当初的人类基因组计划留下了大约8%的“空白”间隙。这部分很难被测序,由高度重复、复杂的DNA块组成,其中包含功能基因以及位于染色体中间和末端的着丝粒和端粒。
实际上,核心的挑战在于,基因组的某些区域反复重复相同的碱基。重复的区域包括着丝粒和核糖体DNA等,过去无法按照正确的顺序组装一些被切碎的片段。这就像拥有相同的拼图碎片一样,科学家们不知道哪块碎片在哪里,因此基因组图中留下了很大的空白。
而且大多数细胞包含两个基因组--一个来自父亲,一个来自母亲。当研究人员试图组装所有的片段时,来自父母双方的序列可能混合在一起,掩盖了个体基因组内的实际变异。
近端着丝粒染色体的显示图样
值得一提的是,本研究成果的关键进展,其实是利用了新的技术设备——英国牛津纳米孔技术公司和太平洋生物科学公司制造的快速迭代的基因测序机器。
随着生物学技术的不断发展,新的行业层出不穷,本次研究成果所属的中国基因测序行业是一个百亿级市场,拥有广阔的发展前景。
近年来,基因测序行业得到迅速发展,吸引了大量资本和企业的进入。从产业上下游来看,基因测序产业链主要包括了上游仪器、中游服务提供商以及下游终端应用三个环节。涉及到的公司包括华大基因、达安基因、药明康德,以及互联网巨头苹果公司、亚马逊、谷歌、微软等。
整个产业看似简单,但上游的基因测序仪及配套试剂是整个产业链壁垒 的部分,下游终端应用还涉及领域覆盖面非常广,既包括医疗领域的人体基因组、人体微生物基因组以及基础研究领域,还包括非医疗领域的环境治理、石油存储探测、农牧业配种等。
实际上,早在几十年前,医学界就对此有过尝试,将狒狒的心脏移植给了一个罹患先天性心脏病的孩子。如今,通过嵌合的方式,通过基因编辑的方式,甚至是通过合成生物学的方式,实现了猪心脏在人类身上的移植。
在应用场景不断拓宽,测序能力进一步加强的共同促进作用下,全球基因测序行业市场规模将不断增长,中国基因行业市场规模虽然与全球头部企业差距较大,但是在国内市场中仍然占据较大的优势,未来要想提高国际市场份额,还需进一步加强技术研发,未来发展具有巨大的想象空间。
今天,新的基因组序列研究成果,是科研人员必不可少的 步,也是实现商业化的重要一步。
EvanEichler(艾希勒)表示,“现在我们有了一块罗塞塔石碑(注:一块制作于公元前年的花岗闪长岩石碑,解读出已经失传千余年的埃及象形文之意义与结构),可以在未来研究数十万个其他基因组的完整编译。”
快手号:weifeng_Greece
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇转载请注明:http://www.aomanyupianjians.com/jbxx/11773.html