赵国屏院士谈基因组学的明天

上一篇 / 下一篇 2008-10-26 17:48:00/ 个人分类：分析研究

完成了人类基因组测序、公布了人类基因组“精细图”，曾有人以为，一切关于人类健康的问题都迎刃而解。但实际上，虽然科学家从“生命天书”的一串串字符中解析了3万多个功能基因，但是，它们的生物学意义还需要进一步解读。

基因组学研究该走向何方？中科院院士、国家人类基因组南方研究中心执行主任赵国屏在接受本报记者专访时认为，目前，基因组学呈现两大走势，其一是通过比较基因组和功能基因组研究，解决与人类疾病、健康相关的现实问题。其二是收集更多、更广泛的基因组数据，回答一些生命科学的基础问题，譬如环境基因组学和进化基因组学的问题。

近年来，基因组技术出现了两大技术突破：全基因组基因分型和高通量基因组测序。在这两大技术突破的基础上，对人类基因组的研究得以从分析个别参考样本数据的“生物学”阶段上升到分析大样本统计数据的“遗传学”阶段。与此同时，正在快速发展的表观基因组技术，结合功能基因组技术，有可能帮助科学家从根本上解读基因组的遗传语言。利用上述技术，人们正抓紧寻找肿瘤、神经和免疫系统以及代谢相关疾病等复杂疾病的基因“病根”，希望发现疾病发生、发展与转归的机制，寻找预防、诊断和治疗的新方法。

不可忽视的是，上述基因组技术的不断发展，还在推动生命科学的新学科发展。赵国屏觉得，目前他正从事的元基因组研究就是环境基因组学发展的一个非常典型的例子。

所谓“元”，其实就是微生物在一定的生态域中所有种类的“大杂烩”菌群，也许人们无法仔细区分每个菌种，但这样的菌群是相对稳定的，进行着有规律的代谢运动，具有相对稳定的基因组“总和”，也就是“元基因组”。对于人体而言，肠道菌群“元基因组”就可以被看作是左右人类健康的“第二个基因组”。由于菌种数量巨大，且大部分尚不能被培养，所以，按照经典的分离菌种的方法，人们是无法研究“元基因组”的。现在依靠基因组测序，科学家只需将菌群的全部DNA分离出来，通过测序，就能比较全面地认识“元基因组”大部分重要基因的功能，甚至描绘出若干种关键微生物的基因组图。“这意味着，即使我们从来没见过某种微生物，未能在实验室培养出这种细菌，却能深刻了解它的功能。”赵国屏告诉记者，目前，已可根据序列推断出细菌80%以上基因的功能。

其实，元基因组研究之所以得以发展，除了测序技术突破的贡献，功能基因组中新兴的代谢组学为元基因组的“基因型”带来了可较精确测定的、全面的“表型”也是必不可少的技术基础。赵国屏说，代谢组学的一个重要思想，就是将生命作为一个整体来研究；而代谢物组，则既可以反映这种生命运动动态平衡的结果，又可以检测平衡偏差的程度。将这一概念和技术运用于人体研究，代谢组学将人类的基因型和元基因组基因型与代谢物建立起了关联。

无论朝哪个方向发展，赵国屏认为，科学的、大规模的和长期持续的样本收集都是至关重要的，也是目前研究所碰到的瓶颈之一。基因组研究本质上是遗传学研究，没有足够的样本，就无法圆满回答复杂的遗传相关问题，而人类疾病和健康问题都是复杂的与遗传相关的问题。近两年，世界各国科学家利用大样本，做出了很好的工作。他希望国家在这方面也能下大决心，“十年前我们不会做，现在我们已经会做了，但需要足够的合格的样本。”