后基因组计划

从1995年起，科学家们就认识到人类基因组计划完成以后，生命科学即将进入“后基因组时代”。后基因组时代，首先是完成人类结构基因组学的扫尾工作；其次是开展功能基因组学的研究。

探索生命的奥秘，只对单个基因进行研究是不够的，还必须从基因组的整体角度出发，才能探知基因的真谛。于是，随着人类基因组计划的进行，整个生物学的研究进入了一个“基因组学”的时代，对生物的研究从表现性状和局部遗传信息的解读，进入到了从分析全基因组序列和对所有基因进行定位以及功能研究的阶段，从以单个基因为研究对象到以整个基因组为研究对象，生物学的研究方式发生了革命性的变化。在这种形势下，1986年，美国遗传学家罗德里克提出“基因组学”新名词，以此适应正在形成的一门新学科。随着基因组研究的新进展，基因组学又被细分为结构基因组学和功能基因组学。结构基因组学就是对基因组进行作图和测序；功能基因组学则是研究已测定DNA序列的功能信息，也就是它对表型的效应。这样，基因组学便成为研究基因组的结构和功能的科学。

目前，人类结构基因组学的研究即将完成，下一步的研究工作进入“后基因组时代”，主要集中开展在功能基因组学的探索工作。1996年完成的第一个真核生物基因组——酿酒酵母基因组的全序列测定以及对其所含基因的功能研究，为研究功能基因组提供了一个很好的模式，使人类及其他高等真核生物基因组的“基因功能作图”成为可能。当然，功能基因组学的研究任务更艰巨，更需要创新思维，更要发挥研究人员的聪明才智。这是为什么呢？

我们知道，生物体是一个非常复杂的开放系统，它时刻在自然界中摄取着大量能量和物质，同时，它也不断排泄着自己的代谢物，以保持自己的生存。同样地，隐藏在染色体里的基因也是如此，它们也必须时刻保持相互之间的联系，通过对基因的调控来实现有序的稳定状态。一个基因表达的蛋白质能控制另一个基因的开启和表达，各种各样的基因相互控制，结果形成一个极端复杂的控制网络。每个基因只是这个网络的一个点，它能和一个或几个基因有联系，而且每时每刻生命活动都要处理各种各样的问题。这时，信息就不停地触动这张基因构成的网，而这张网将根据接受的信息进行一定的反馈活动。这就像一个国家的国防部，在边界线上设置了许多岗哨，这些岗哨不仅通过电信系统要经常与国防部指挥中心联系，报告负责的边境地段有无异常情况，同时，各个岗哨之间也要保持联系，一旦发生险情，可互通情报，因此就形成了一个巨大的情报网，从而保卫国家的安全。我们说的这个基因网，当它还有效时，作为整体它有很多功能，而当只注意它的某一个点时，你根本不能看出这些点的集合有什么样的功能。这好比我们只了解一个岗哨的作用或几个岗哨的作用，并不能全面了解国防部指挥中心所建情报网的重大作用。

由上面所述，在进行基因研究时，科学家们往往把基因孤立起来，以尽量减少外界的影响，从而了解它的功能，用有限的几个指标来看看对它的表达有什么影响，于是就得出一个结论说这个基因和生物的什么功能有关。无疑这种判定是不够准确的，有时甚至是错误的，因为很有可能造成孤立地观察一点，而忽略了该点在群体中的实际情况。我们举一个例子，你就会发现基因组的奥妙。

通过基因组的研究发现，鼠和人的基因组大小相近，都含有约30亿个碱基对，包含的数目也相近。然而，人和老鼠的外表性状却差异那么大，这是因为什么呢？当我们比较了鼠和人的基因组组织之后就会发现，尽管二者的基因组大小和基因数目相近，但二者的基因组织却差别很大。这也好比说，一个国家国防部如何建立情报网络固然很重要，但是如何把各个边防岗哨组织起来，各尽其责地协调工作，才是充分发挥其巨大防御组织力量所必不可缺少的。

根据对人和鼠的基因组比较研究，存在于鼠1号染色体（鼠有染色体2l对）上的类似的基因，人却分布在1、2、5、6、8、13和18号7个染色体上。也许鼠与人类遗传性状的表型差异，就来自于基因组组织的差异。有科学家估计，不同人种间基因组的差别不会大于0．1%，而人和猿之间基因组差别也不会大于1%。因此，产生表型差异的原因不仅在于基因DNA序列的差异，也在于其染色体上基因组组织的差异。在破译人和生物的遗传密码的过程中，为了探明基因的功能，从比较不同生物的遗传基因人手寻找基因组组织的差异是十分必要的。因此，比较基因组学是一个十分重要的研究领域。

从上面我们可以知道，对基因功能的研究是十分艰巨和困难的。但是，科学家们深信，虽然探索基因奥秘的征程刚刚起步，前面的路程不仅十分遥远，而且又是那么荆棘丛生，然而人类既已确定了方向，明确了目标，就会一往直前，不畏艰难险阻地向前走下去，直到最终揭开基因的全部秘密。