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就像一个刚刚排演过瓦格纳的四幕歌剧《Ring Cycle》第一幕的大型剧团一样，参与国际人类基因组测序计划的各个机构现在终于可以稍微休息一下，考虑如何进行下一幕的排练，不过在第一幕完成后，已经有不少演员不再愿意参演这一宏伟剧目，脱离剧团去改演别的剧目......
从演出阵容和场次来看，人类基因组计划是一个非常庞大的剧团；如果每个成员机构的测序仪统统开动，每秒钟能完成2000个碱基对测序，每小时720万个，每天就是1亿7千2百万个，每年......正如Baylor大学医学院测序中心主任Richard
Gibbs说的那样：“一年前需要一个月完成的工作现在只要一周就完成了。”换言之，在全速运转的情况下，人类基因组计划每年能够完成两种大型哺乳动物基因组的测序工作。
现在，第一幕的大幕已经落下，下面要做的是如何将全剧演完。在接下来的两年时间里，参与人类基因图谱绘制的16位主要成员（G16）将对各自负责的部分进行补充和修改，经过科学家精心排列和注释的完整序列将在最后一刻闪亮登场，为全剧划上完美句号。
现在G16的一些成员已经开始独立开展更深入的研究，有时应付一下基因组计划分配的任务，一些大量的测序工作则扔给那些资金充足，有更多测序仪的实验室来做。对大多数成员来说，现在的主要目标是开发有效分析基因数据的工具，研究基因功能。同时，基因组计划的两大巨头剑桥麻省理工Whitehead基因组学中心和英国Sanger中心进入扩张阶段，添置了更多的新仪器，现在的测序能力在5年前是难以想象的。这样做的目的是测定更多大型的基因组序列，每种基因组信息的获得都将有助于对人类基因序列的深入了解。国家人类基因组研究协会（NHGRI）主任Francis
Collins说：“现在基因测序的胃口越来越大。”
下阶段的首要任务——精绘图谱
在过去几年里，来自各方的压力都在促使科学家早日绘制出基因组图谱，关于如何最终完成这一目标的争论也在不断升级。“完成”意味着整条DNA序列的每个小片段都经过6-8次的反复测序，每个碱基对都要准确无误，测序完成的染色体包括一条连续不断的由A,T,C,G碱基排列而成的长链，从染色体一端延伸到中间的着丝点，另一条长链则从另一段延伸到着丝点，除了个别难以测序的部分外，整个染色体应该是完整无缺的。按照这个标准，目前只有21和22号染色体达到了测序完成的要求。
正如古话所说，“行百里者半九十”，尽管似乎已经胜利在望，但谁也无法知道最后的一步要走多久才能完成。在两个主要的测序中心承担了大部分补充修改图谱工作的情况下，基因组计划决定将剩下的任务分给其他机构。这其中有两个机构已经着手开始了这方面的工作。西雅图华盛顿大学Maynard
Olson领导的研究小组正在试图将测序过程自动化，而斯坦福人类基因组中心的Richard Myers领导的小组实际上担负了能源部测序工作的收尾，将对5，19号染色体和16号染色体的部分区域进行最后修正补充。
Myers说，尽管已经有很多专家，基因图谱绘制工作还是需要更多的人参与。人类基因组计划的各成员机构大多数正在对自己负责的图谱部分进行修正，Myers担心他们到了最后阶段转向其他基因组项目，将人类基因图谱撇下不管。Sanger中心主任Allan
Bradley也表示了同样的担心。虽然基因图谱看起来似乎已经完成了，但其中还有许多空白需要填补。参与人类基因组计划的各个中心有义务将这项工作进行到底。
为了加强凝聚力，人类基因组计划经常组织学术会议，并通过e-mail保持联系。2月在Marco岛召开了关于基因组的会议后，人类基因组计划的各位专家还会在5月参加在冷泉港实验室召开的基因组年会。Collins
希望最好在7月结束所有初步测序工作，进入最后完成阶段。“希望在2003年4月25日使每条染色体图谱都达到现在21和22号染色体的标准。”他说。2003年的这个特定日子是Watson和Crick发表其著名DNA双螺旋结构的50周年纪念日。
新的研究热点——测定更多的基因组
测定出基因组图谱后，需要对图谱进行“注释”，对每个基因进行精确定位。由于不同物种之间大部分基因是相同的，因此其他物种基因图谱的绘制也会对人类基因图谱有借鉴作用。首选的物种是实验小白鼠，这方面的工作私营公司Celera已经抢在人类基因组计划之前开始进行了。
15个月前，NHGRI拨出10项资金计划专用于小鼠基因组测序，但参与研究的各项机构一直为分工问题互相推诿，实际上每个单位都有能力独立完成这项工作。到2000年10月，有几家大公司和英国Wellcome
Trust基金提供了3亿美元的资金赞助，情况一下子发生了改变，Whitehead中心和Sanger中心购买了更高级的测序设备开始投入工作，并声称在3月完成包含95%序列的小鼠基因组草图。
而另一些小型研究中心，如德国Jena分子生物技术研究所和Oklahoma大学则对小鼠基因序列中有重要生物学意义的片断进行了深入分析。
另一项即将开始的计划是大鼠基因组计划，NHGRI提供资金之外，还有美国国立心脏，肺和血液研究所投入巨资开展研究。与小鼠相比，大鼠体型较大，生理学特征易于研究，是多种疾病的重要模式动物。Baylor大学医学院和马萨诸塞州的Genome
Therapeutics已经开始进行大鼠基因组测序工作了。
除此之外，中国将重点进行家猪的测序，能源部基因组研究所（JGI）计划在三月开展对海鞘的测序，在此之前他们已完成了日本气泡鱼基因草图。其他一些机构则正在测定淡水气泡鱼的基因，德国马普学会属下的分子遗传研究所与日本基因组研究中心合作，测定了黑猩猩的部分基因组片断。Collins开玩笑说，还有很多动物都想加到这个测序名单上来，NIH将在今年春天召集一次会议专门讨论应该先测定哪些物种，现在这个名单已经相当长了。
所有这些测序计划都是为了最终的目标——通过比较基因组学来研究人类基因组。因为不同物种间功能基因有相当大的保守性，每测定一种物种的基因组，科学家对人类基因组的认识就增加一分。NHGRI的基因组学家Eric
Green已经通过对狗，猫，马，牛，狒狒和其他5种脊椎动物基因组的比较，定位了与囊性纤维化和威廉斯综合症相关的基因。Whitehead中心Eric
Lander小组正在开展与酵母菌和另几类真菌基因组的研究，探讨不同进化分支的种类在表型上有什么差别。
种种迹象表明，在近几年的时间里稍有实力的基因组研究中心都将开展自己的基因组测定项目，这不但对遗传学家和生物医学家是一个好消息，也为其他领域的生物学家带来了更多的研究课题。比如，进化和发育生物学家可以选择位于进化树不同水平的100种生物进行基因测序，来深入研究分子进化问题。事实上，他们已经向曾资助过植物基因图谱绘制的National
Science Foundation提出了资助申请。可以相信在不久的将来，人类就可以了解有关生物进化的所有秘密。
21世纪生物学的新方向——功能基因组学
尽管基因图谱非常重要，但基因序列本身并不能为科学家提供基因作用的有用信息，而如何了解这些基因的功能和特性就成为各研究机构下一步的主要目标。政府资金的投入就反映了这一趋势。德国人类基因组计划已经将90%的资金投入到功能基因组学领域，NHGRI正在物色能够成功带动美国基因组计划向功能基因组学发展的研究机构，已经建立人类和小鼠25,000个全长cDNA文库的Stanford大学有可能成为下一步资助的重点。日本也不甘落后，日前宣布其小鼠基因百科全书计划已经收集了20,000个小鼠全长cDNA片断，这些cDNA有助于分析图谱，定位基因，正如Collins所说，“（这些cDNA文库）是基因组计划最重要的成果之一。”
Sanger中心也在进行这方面的调整，而Whitehead中心则起步更早，从1997年就开始与Bristol-Myers药厂，Squibb（施贵宝），Affymetrix公司，Millennium
Pharmaceuticals（千年制药）等合作开发基因表达芯片。
除了向功能基因组和比较基因组学方向发展，科学家也开辟了一些新的研究领域。能源部基因组研究所主任Trevor
Hawkins认为测序能力的提高改变了人们的思考方式，比如在研究特定疾病或表型时完全可以做到测定100个人的同一片断基因序列差异进行比较，甚至可以直接通过比较寻找出致病基因。
正如Collins和他的前辈James Watson所预言的那样，人类基因组图谱只是一个工具，有了这个工具，科学家得以开启更多以前未曾涉足的领域，领略更加迷人的风光。基因组学这幕歌剧远远没有到落幕的时候，本周图谱的公布只是第一幕的结束，新的一幕即将开始......
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