登陆注册
45117700000040

第40章 解读生命

美国病毒学家R·杜尔贝科1986年3月7日在美国《科学》杂志上发表了一篇题为《癌症研究的转折点——人类基因组的全序列分析》的文章,他指出:“人类DNA序列是人类的真谛,这个世界上发生的一切事情,都与这一序列息息相关。”该文后来被称为“人类基因组计划”的“标书”。

杜尔贝科与人类基因组计划

1989年,美国国立卫生研究院成立了以沃森任主任人的人类染色体研究中心。1990年,美国启动了“人类基因组计划”。这一计划由多国科学家参加,被称为“生命科学阿波罗计划”。

“人类基因组计划”的主要任务包括:找出人类DNA上的所有基因,确定30亿个碱基对的排列顺序;建立相应的数据库,进行数据分析,并分析此计划可能带来的人种、伦理及社会问题;对一些动物的遗传组成进行研究,包括大肠杆菌,果蝇和小白鼠等。

基因组,是指生物体内包括基因的所有DNA。人类基因组计划要测定的是人体23对染色体中的所有DNA的序列,它由31.647亿个碱基对组成,共有3万至3.5万个基因。换句话说,生命天书是由30多亿个字写成的,如果将这30多亿字排版到一张报纸上,那么大约需要20万页纸才能排完这部巨著。由此可以看出,读取这部巨著所要耗费的时间将是如何的惊人。如果没有先进技术方法作后盾,要想完整阅读这部书是很难想象的。

在“人类基因组计划”开始启动时,预计要用15年完成测序。但由于技术的发展,整个计划完成的时间一再提前。2001年2月12日,中、美、日、德、法、英等国科学家和美国塞莱拉公司联合公布了人类基因组图谱和初步分析结果。

“从小他就是一个思想很活跃的孩子,他常把各种东西混到一起。3岁时,他把鸡蛋打碎搅成油漆把房子刷成了黄色。他收集昆虫和蛆。我想当时对他很不理解。现在我才明白这是因为他的思维太活跃了。”这是PCR的发明者、美国生在得知儿子获诺贝尔奖之后说的话。正如他母亲所说的,穆利斯是一个从小就思想异常活跃的人。

PCR是聚合酶链反应的简称,它能在短时间内使DNA大量扩增。1983年,穆利斯回乡下度假途中的一个突发奇想:如果找到一种办法操纵分子复制技术这个环节的话,那么目标DNA不就可以以指数形式扩增了吗?穆利斯这一想法使分子生物学实验操作程序大为简化,将大量的人力、精力和时间从繁琐的重复性劳动中解放了出来。PCR因此被称为“DNA分子的拷贝机”。

如今,PCR技术应用已不再局限于分子生物学领域,它在基础医学、临床医学、人类基因组测序及法医学等领域都作出了巨大的贡献。

“人类基因组计划”中另一项发挥重要作用的测序技术就是“霰弹法”。这一技术是先将DNA从细胞核中分离出来,然后利用声波将每条染色体分为极小的片段,一共6000万片,再把每一片插入一台机器人控制的机器,由它进行高速解码,破译的结果传送给超级计算机,由超级计算机把每一片段重新组装成人体的23对染色体。换句话说,霰弹法好比拼图游戏,把拼图打乱重新组装起来。

1991年,美国科学家兼企业家文特尔开发了这项技术。1998年,文特尔组建了塞莱拉公司,他自己担任公司总裁和首席科技官。文特尔宣称他的将在3年内完成由“人类基因组计划”的研究工作!此后,“人类基因组计划”领导人科林斯与文特尔展开了科学竞赛,后来,美国总统克林顿出面调解,才使得两人合起手来。2000年6月26日,他们联合宣布成功绘制出人类基因组草图,而文特尔领导的塞莱拉公司仅用了两年时间就完成了这一工作!

文特尔

从小就得了一种罕见的疾病,缺乏视觉记忆功能。他勉强获得了高中毕业的文凭。参加越南战争回国后,他进入加利福尼亚大学圣地亚哥分校刻苦攻读生物化学。毕业后他获得了生理学和药理学博士学位,从此走上科研之路。文特尔敢于和实力雄厚的“人类基因组计划”竞争,一方面和他永不服输的性格有莫大的关系,另一方面也是因为他掌握着了强有力的测序技术——霰弹法。

生物芯片技术中发展最成熟和实现商品化的产品就是基因芯片。除了基因芯片之外,生物芯片还包括蛋白质芯片、芯片实验室等。基因芯片又称DNA芯片或DNA微阵列。它与我们计算机芯片相似,只不过它的材料不是半导体管,而是核酸分子。所谓探针,只是一段碱基序列,在探针上连接上一些可检测的物质,根据碱基互补的原理,利用但测到基因混合物中的特定基因。

基因芯片与传统的基因序列测定技术相比较,它的破译和检测基因速度非常快。目前,这一技术主要在基因表达检测、突变检测、基因组多态性分析和基因文库作图以及杂交测序等方面广泛应用。

它给分子生物学、细胞生物学及医学领域带来新的革命,成为后基因时代最重要的基因功能分析技术之一。

同类推荐
  • 百科知识-科学百科-激光科技(科普新课堂)

    百科知识-科学百科-激光科技(科普新课堂)

    本书从发现激光开始谈起,纵横演绎了二十一世纪这一重大的科学发现以及发现后人类把它运用在各个领域的重要意义,向我们展示了二十一世纪的科学发展的一幅巨幅画卷
  • 探索未知-奇妙的数王国

    探索未知-奇妙的数王国

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:奇特的地理现象、遗传简介、生活物理现象解读、奥妙无穷的海洋、认识微生物、数学经典题、垃圾与环境、湛蓝浩瀚四大洋、生物的行为、漫谈电化学、数学古堡探险、中国的世界文化遗产、中国古代物理知识、中国三大三角洲、中国的地理风情、多姿的中国地形、认识少数民族医学、悠悠的中国河流等书籍。
  • 叮叮当当的科学旅行系列·果实

    叮叮当当的科学旅行系列·果实

    本书通过叮叮当当两个同学的科学之旅带你走进能源的世界。果实是什么?它有哪些种类?吃哪些果实可以变得聪明?吃哪些水果可以变得年轻?哪些果实可以解酒?什么果实可以美容?什么水果营养价值高?果实怎么吃更利于吸收?……这些问题看起来简单,回答起来就不太容易了。何况从爱吃的水果上可以看出一个人具有什么样的性格,当然了,如果食用不当的话,果实还会伤害我们的身体呢!本书不仅能告诉你以上这些问题的答案,还可以让你开阔眼界,学到不少的科普知识。
  • 青少年应该知道的太阳能

    青少年应该知道的太阳能

    太阳是万物生长的根本,太阳所发出时能量与我们的生活息息相关。夏天,我们承接太阳的炎热;冬天,我们感受太阳的温暖。对于这一现象,人们早已司空见惯,不足为奇了。外出旅游,跋山涉水,一些随身携带的必备品必不可少,充分享受着大自然恩宠的同时,荒郊野外的我们如何给这些必备品充电?太阳能的利用会让我们灿烂的笑容留到最后。人类能源需求不断增加,地球资源告急,作为可再生能源的,太阳能便成为了人类探讨的世界性课题。但是若有人问起,太阳能到底是什么?我们又是如何利用它的呢?青少年朋友们不一定能答得上来。那么,请跟随我慢慢地进入这个神奇的太阳能世界吧!
  • 科学的黑屋下

    科学的黑屋下

    本书丛书向读者展示了人类在时空长廊里考证历史的回响、发掘生命的秘密、探寻太空的谜团、破解文明的神秘,所揭示的神奇绚丽的壮阔画卷,将让我们的视野更加开阔,将使我们的心灵感震颤.
热门推荐
  • 帝国十二支

    帝国十二支

    所有感情和故事都是从相遇开始。一个拥有不死之身的青年,一个行侠仗义的美女,还有一只猩猩,他们偶然相遇,结伴而行,破迷信、打恶霸,开始与帝国恶势力的机智斗争之旅。更新稳定,请放心阅读。
  • 我能打破次元壁

    我能打破次元壁

    “穿越到二次元,这有什么用?”夏若摸了摸自己身上那只可以做饭,可以打扫卫生的万能工具猫汤姆笑着说道。“这世上哪有什么魔法少女,都是动漫里面骗人的。”夏若刚说完,一个骑着法杖的魔法少女降落在了他的身后。…一部动画完结之后,总有一些小朋友缠着夏若。“大哥哥,大哥哥,动画里的那个帅气男主怎么那么像你呀。”……这是一个带着系统,能够穿越到二次元,还能穿越回来的故事。【无限动漫流】群号:1094716680
  • 与她争仙

    与她争仙

    一朝穿越,她不求荣华富贵,不求长生大道,只求在这灵气氤氲的世界做自己。
  • 都市之万界武神

    都市之万界武神

    浩瀚宇宙,群雄并起,亿族争辉,诸强林立,五级宇宙国皇子圣王齐昊渡劫失败,重生地球都市,开启一介网瘾少年逆天崛起之路!一世枭雄狂妄自大,一世狗熊受尽欺凌,这一世便要活得轰轰烈烈,追求武道极境,败尽八荒六合,横扫诸天万界!QQ交流群:455513988
  • 荒古尊王

    荒古尊王

    看神秘骚年如何带领骚年伙伴一步步成为帝皇,一步步走出大陆,战世界。(⊙o⊙)
  • 吃你一口甜

    吃你一口甜

    片段一:“为什么你那么白啊”陆许趴在桌子上,露出一个头,紧紧的盯着眼前的漂亮女生,嘶,真TM想把她藏起来。蒋沈意抬眼,轻笑道“可能因为我是北方人吧”陆许看着她一-本正经的模样,太可爱了吧。殊不知他的眼神越发炽热。要是现在有人看到,肯定要大吃一惊吧,中阳一中的校霸居然在追-个小女生,而且这眼神中满满的爱意是怎么回事?片段二:陆许准备去找蒋沈意,路过六班,听到有人在谈论,“蒋沈意那贱人,陆许也太纵容她了吧闭嘴”“没事,小涵,陆许肯定是喜欢你的,他一-定是想让你吃醋才这样做的。蒋沈意不就一张脸好点么,除了这个她算什么。”砰,陆许一脚把教室门踢开,里面的女生吓了一跳,当看到陆许那起起伏伏的胸膛,她们慌了神。“不是,不是这样的,陆许,你听我解释”郑诗涵急忙说。“闭嘴,要不是看你是个女生,我早就一巴掌过去了,你算什么,连给小意提鞋都不配,还有,给我记好了,蒋沈意是我的人,以后我再听到你们辱骂她,又或者对她做了什么不好的事,我会亲自找你们算账!!”
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 帅到无法正常生活是什么体验

    帅到无法正常生活是什么体验

    一位帅哥的开挂人生,在学校社会上总与其他人不同,往往可以活得更好少奋斗几年。这就是现实
  • 推掉那座塔

    推掉那座塔

    李维带着称号属性面板穿越到异世界,成为了一个乡下农夫的儿子。骑士、法师、失语者、倒吊人……魔兽、魔植、异物、海精灵……超凡与权贵面前,李维做出许诺:“我要当高高在上的王爵,拥有最繁华辽阔的领地,让众生都颂扬我的威名。”“……当然,前提是必须推掉那座塔。”这是一个农夫之子带着外挂逆袭王爵的故事。
  • 吾命何由

    吾命何由

    正路无望,坠入魔道。何为善,何为恶?为何要走正道,又为何要入邪魔?是自己的选择,还是命中注定?命由石横空出世,得此石者,上天遁地,翻江倒海,斗转时空,不死不灭,命运是否就此握入自己手中?命由,吾命何由?