編者按

　　2003年4月14日，美、中、英、日、德、法等國聯(lián)合宣布，人類基因組序列圖提前繪制完成。至此，被譽(yù)為生命科學(xué)“登月計劃”的人類基因組計劃（Human Genome Project，HGP）告一段落。

　　楊煥明，基因組學(xué)家、中國科學(xué)院院士。他是作為中國代表首次參與國際HGP計劃的科學(xué)家之一，他經(jīng)歷、見證并參與了國際和國內(nèi)HGP從討論、實施到完成的全部過程。

　　如今，基因檢測技術(shù)已“走進(jìn)尋常百姓家”，而在二三十多年前，即便是科學(xué)家，對于基因檢測技術(shù)也很陌生。

　　轉(zhuǎn)變始于那一刻。

　　2003年4月14日，美、中、英、日、德、法等國聯(lián)合宣布，人類基因組序列圖提前繪制完成。該序列圖覆蓋了人類基因組所含基因區(qū)域的99%，精確率達(dá)到了99.99%。至此，歷時10多年，耗資27億美元，被譽(yù)為生命科學(xué)“登月計劃”的人類基因組計劃（Human Genome Project，HGP）終于以人類基因組序列圖提前繪制完成告一段落。中國作為唯一參與這項計劃的發(fā)展中國家，承擔(dān)了其中1%的任務(wù)，完成了3號染色體上3000萬個堿基對的測序工作。

　　正是這看似不起眼的1%，促使中國成為了全球率先能夠獨(dú)立完成大型基因組分析的國家之一，帶動中國基因組學(xué)研究躋身世界前列。相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展也從追趕實現(xiàn)并跑，甚至部分細(xì)分領(lǐng)域的領(lǐng)跑。

　　“也許1%對整個項目而言有些微不足道，但它的實施給我國基因組學(xué)發(fā)展所帶來的意義卻是重大的。如果我們不加入，未來生物技術(shù)領(lǐng)域?qū)⒂肋h(yuǎn)仰人鼻息?！睍r隔多年，中國科學(xué)院院士、HGP中國項目發(fā)起人楊煥明如是闡釋當(dāng)初加入HGP的原因。

楊煥明

來源 | 中國科學(xué)院大學(xué)

“改寫中國生命科學(xué)地位的契機(jī)”

　　1990年，美國啟動人類基因組計劃，希望聯(lián)合英、日、法、德等國，用15年完成人體23對染色體30億個堿基對的測序任務(wù)，繪制出4張圖：遺傳圖、物理圖、序列圖、轉(zhuǎn)錄圖。

　　“我們立刻意識到，這是改寫中國生命科學(xué)地位的契機(jī)。假如我們不做，錯過歷史機(jī)遇，我們就是罪人。”楊煥明說。

　　1997年11月，中國遺傳學(xué)組青年委員會第一次會議召開。在這次會上，楊煥明等人建議中國加入“人類基因組計劃”，并明確提出了一整套構(gòu)想。正是這套構(gòu)想，促成了日后中國科學(xué)院遺傳研究所人類基因組中心的誕生、運(yùn)轉(zhuǎn)和發(fā)展壯大。

　　1999年7月，國際人類基因組測序協(xié)作組登記。楊煥明等人以中國科學(xué)院遺傳研究所人類基因組中心的名義申請加入“國際測序俱樂部”。國際人類基因組組織批準(zhǔn)了中國專家的申請，并在網(wǎng)上公布了中國科學(xué)院遺傳研究所人類基因組中心的注冊。國際人類基因組計劃組織負(fù)責(zé)人將該中心稱為“BEIJING CENTER”——“北京中心”。

　　從此，“北京中心”頻繁出現(xiàn)在國際人類基因組組織的各個場合。

　　1999年9月1日，人類基因組第五次戰(zhàn)略討論會在倫敦召開。此時距人類基因組“工作草圖”的完成時間只有半年多，而這次會議就是最后確定各國科學(xué)家承擔(dān)的任務(wù)，能否分到這塊“蛋糕”，成敗在此一舉。

　　作為人類基因組計劃國際組織中國聯(lián)系人，楊煥明不卑不亢、有張有弛的陳述，展示了“北京中心”的科研能力。國際同行一致認(rèn)為，中國科學(xué)院遺傳研究所人類基因組中心的設(shè)備運(yùn)行情況已達(dá)到國際先進(jìn)水平，中國科學(xué)家已掌握基因測序的技術(shù)關(guān)鍵和細(xì)節(jié)。

　　會議最后確定中國承擔(dān)1％的測序任務(wù)，也就是3號染色體短臂上約3000萬個堿基對的測序。中國從而成為繼美、英、德、日、法之后第6個參與人類基因組計劃的國家，也是唯一的發(fā)展中國家。

得到國外同行認(rèn)可

　　按計劃，人類基因組“工作草圖”在2000年春末完成。只有不到一年的時間，中國人能否和國際同行同步登上這座高峰？這是一個極為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

　　1999年9月9日9時，北京順義空港工業(yè)區(qū)，一個簡單的中國“1％項目”動員大會準(zhǔn)時舉行。為了搶時間，大規(guī)模的基因測序于1999年10月1日正式開始?？蒲腥藛T利用14臺測序儀對基因材料——堿基進(jìn)行測序。

　　與此同時，科技部、中國科學(xué)院和國家高技術(shù)計劃生物領(lǐng)域?qū)＜椅瘑T會經(jīng)過論證決定給予最大支持。1％任務(wù)被分解到國家人類基因組南方中心和北方中心，科學(xué)家聯(lián)起手來，開始了向人類基因組計劃的最后沖刺！

　　沒有節(jié)假日和周末，所有人都傾盡全力，以按期完成任務(wù)。測序過程中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)3號染色體短臂的DNA片段富含重復(fù)序列，常規(guī)“鳥槍法”測序誤差率高達(dá)15%。團(tuán)隊創(chuàng)新性地采用“克隆池分級篩選法”——將DNA切割成15萬個片段，通過大腸桿菌克隆擴(kuò)增后逐級比對?！斑@就像把一本撕碎的書拼回原樣，但每頁都有大量重復(fù)字句?！痹璈GP中國項目核心成員汪建回憶說。

　　2000年5月，美國冷泉港，人類基因組再次舉行戰(zhàn)略會議，參與公共人類基因組計劃的6國科學(xué)家聚集一堂。此時各個研究中心所承擔(dān)的測序任務(wù)都已接近尾聲或已做完。

　　當(dāng)楊煥明匯報中國承擔(dān)的任務(wù)全部完成時，熱烈的掌聲隨即在全場響起?！癢onderful！Wonderful！Wonderful！”美國人類基因組計劃負(fù)責(zé)人向楊煥明祝賀。3個“Wonderful”，表達(dá)出對中國科學(xué)家的贊揚(yáng)和敬意。

真正理解了開放合作的分量

　　2001年2月15日，《自然》（Nature）雜志發(fā)表由美、英、日、德、法、中六國科學(xué)家共同完成的人類基因組序列草圖。這篇長達(dá)62頁的封面文章，不僅是人類基因組計劃的一個重要里程碑，也開創(chuàng)了一種史無前例的國際協(xié)作新篇章。

Nature雜志2001年2月15日封面

來源 | 《自然》雜志網(wǎng)站

　　對于我國而言，更深遠(yuǎn)的意義在于，中國從此獲得HGP數(shù)據(jù)完全共享權(quán)，并參與制定國際基因數(shù)據(jù)使用規(guī)范。

　　“過去我們只能購買二手?jǐn)?shù)據(jù)庫，現(xiàn)在可以直接參與規(guī)則制定?！闭憬髮W(xué)醫(yī)學(xué)院教授祁鳴舉例，中國團(tuán)隊基于HGP數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)的3號染色體短臂上的LCN2基因，現(xiàn)已被證實與肝癌轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，相關(guān)專利授權(quán)至美、歐多家藥企。

　　這場“科學(xué)入世”更重塑了中國的科研生態(tài)。繼完成人類基因組計劃的1%任務(wù)后，國內(nèi)科學(xué)家還承擔(dān)了“國際人類基因組單體型圖計劃”的10%任務(wù)、第一個“亞洲人基因組圖譜”（“炎黃一號”）的100%任務(wù)，同時，主導(dǎo)及參與了地球生物基因組計劃（EBP）、國際千人基因組計劃、人體腸道微生物基因組研究計劃（MetaHIT）等大型國際科研項目，完成了水稻、家蠶、家雞等物種的基因圖譜繪制……多項具有國際影響力的研究成果，奠定了中國在生命科學(xué)領(lǐng)域中的領(lǐng)先地位。

　　但在HGP親歷者眼中，最珍貴的遺產(chǎn)是科研理念的轉(zhuǎn)變?！斑^去我們習(xí)慣‘單打獨(dú)斗’，這1%讓中國科學(xué)界真正理解了開放合作的分量?！睏顭髡f。

　　20多年來，人類基因組計劃對生命科學(xué)發(fā)展和人類社會都產(chǎn)生了巨大的積極影響。

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中國科學(xué)家博物館出品