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共同的生命线:人类基因组计划的传奇故事

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共同的生命线人类基因组计划的传奇故事
本书作者:约翰·苏尔斯顿 (作者), 乔治娜·费里 (作者), 杨焕明 (译者), 刘斌 (译者)

本书读后感· · · · · ·

人类基因组计划由美国科学家于1985年率先提出,于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的设想,在2005年,要把人体内约2.5万个基因的密码全部解开,同时绘制出人类基因的图谱。换句话说,就是要揭开组成人体2.5万个基因的30亿个碱基对的秘密。截止到2003年4月14日,人类基因组计划的测序工作已经完成。其中,2001年人类基因组工作草图的发表(由公共基金资助的国际人类基因组计划和私人企业塞雷拉基因组公司各自独立完成,并分别公开发表)被认为是人类基因组计划成功的里程碑。

我的学习笔记

不得不说,只有请大家亲自翻开并认真阅读这本并不很厚却饱含作者心血的书,才能让大家更好地回顾和理解“国际人类基因组计划”前前后后的历史和作者事无巨细的辛勤与辛劳,记住这段迄今仍令人心潮澎湃的过往。 P13

共同的生命线:人类基因组计划的传奇故事 科学与自然电子书 第1张正是由于作者和他同道的坚持,才有了“共需、共有、共为、共享”为主体的“人类基因组计划精神”,才形成了现在基因组学领域的“行规”——“免费即王道”。 P14

在人类基因组计划中,他们出色的工作提升了这项计划的国际地位,同时也确保了全人类得以共同拥有这一成果。 P15

这似乎还不够热闹,当一个竞争者提出挑战并将这个科学的诉求变成一场“竞赛”时,故事就更加吸引人了。 P16

基因组图谱可以帮助科学家在还不知道基因准确序列(要知道人类基因组的精确序列有30多亿个字母)的情况下找到基因,而基因组序列不但是最精确的基因图谱,更重要的是,序列本身包含了非常丰富的生物信息。 P17

我们还感谢以下机构,它们赞助了英国部分的基因组学研究工作:医学研究委员会(它还提供了使用其档案中的材料的便利)及威康信托基金,两者提供了本书的部分照片,同时还包括美国国家人类基因组研究所。 P20

从众多的描述中人们得知DNA是个短粗双螺旋分子,其实这远未展现出它不可思议的其他特征:难以想象的纤细和近乎“无限”的长。 P25

共同的生命线:人类基因组计划的传奇故事 科学与自然电子书 第2张当马克将试管放在黑色幕布前面时,我们不禁为其美丽的景象而兴奋得相互拥抱:马克的DNA——肉眼无法识别的分子交织而成的网,缠绕成一根晶莹剔透的丝线——这就是他生命的奥秘所在。 P26

阅读阶段将在2003年基本完成,但要完全理解其中的奥秘还需要数十年的努力,并将涵盖生物学的方方面面。 P27

至于果蝇,从另一个方面讲,由于它的复眼、翅膀、有关节的腿和精巧的行为模式等过于复杂多变,不适合悉尼想要进行的详尽的分析。 P29

它们依靠腹背肌肉的交替收缩,把身体弓成一系列类似“S”形的曲线移动。 P30

除了描绘基因位置图外,悉尼还希望,通过精细的显微观察和生物化学研究,在细胞水平上精确地揭示出突变体中的异常生命活动。 P31

毫无疑问,它独特的风气在我成长为科学家的过程中起了重要作用。 P32

X射线晶体衍射技术对于小分子十分有效,但是由于蛋白质分子包含了成千上万个原子,因此进程十分缓慢。 P33

弗朗西斯和吉姆很少亲自动手做实验,但他们阅读、讨论、争论、建立模型,同时借助于伦敦帝国大学的罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin)拍摄的DNAX射线衍射图谱[沃森在罗莎琳德的同事莫里斯·威尔金斯(Maurice Wilkins)那里看到了此图谱],正确地推断出DNA分子的双螺旋结构,并将结果发表在1953年的《自然》(Nature)杂志上。 P34

这是自从了解DNA结构以来真正不同寻常的收获,不仅仅是螺旋结构本身,而且确认了代代相传的构建生命的指令系统是“数字化”的——像英语,而全然不是“模拟的”——如蓝图。 P35

至于到底是双链中哪一条并不重要,因为按照碱基配对原则,根据一条链的碱基顺序马上就能得出另一条链的碱基顺序。 P36

越来越多的人希望加入佩鲁茨的研究小组,卡文迪许实验室明显容纳不下这么大规模的研究组了。 P37

过去不需要,现在也不需要预先去证明为何要这样做;你会得到时间和一定量(当然有限额)的空间和资源去开展研究。 P38

我在鱼缸里养池塘中的小生物,用叔叔送我的旧显微镜观察水螅(Hydra)的疯狂倒立。 P39

他的思想中还带有传统的等级观念,这令我很不理解,因为在我看来人类的本质就是人人平等。 P40

我一直在努力说服自己有机化学是生物学的最基础学科——我的想法是正确的:它能告诉你什么是分子,它们是怎样运动的,而且实际上生物学可以看作是化学的一个分支。 P41

开始我在科林·里斯(Colin Reese)的指导下学习,他是一个教龄仅有4年的年轻讲师,他的研究方向是核苷酸——组成DNA和RNA的基本构件。 P42

建立基因组文库,我们就能将在突变和育种实验中得到的结论与DNA的物理性质结合起来,从而可以从遗传学角度进行分析。 P51

我突然明白了当线虫刚刚孵化出来时,腹索神经中的神经元比长大后要少,而腹索神经是贯穿于整个线虫的主要神经通路。 P52

通过实验我发现了一个小窍门:制作一个表面光滑并且厚度不大的琼脂板,就可以固定线虫,并很容易观察它。 P53

我以自己的方式描绘着细胞核的样子。 P54

约翰是位聪明的科学家、一位阅历丰富的工程师,常常喜欢用最简单的方法来解决问题。 P55

因为一旦被悉尼逮着,他就会拉着你不放,侃他那些计算机控制论之类诡秘的事直到凌晨两三点。 P56

他曾经是吉姆·沃森的研究生,随后在另外一位杰出的分子生物学家沃尔特·吉尔伯特的指导下工作,沃尔特·吉尔伯特曾与弗雷德·桑格发明了另一种DNA测序的新方法。 P57

”他将这项工作交给了他的学生朱迪丝·金布尔(Judith Kimble),同时我和鲍勃也忙于对线虫其他部分的谱系制作。 P58

在我完成线虫的胚胎后期谱系研究的几年后,鲍勃、朱迪丝和我的研究就从探寻在线虫发育过程中发生了什么事件转向为什么发生这些事件。 P59

我们已经对线虫幼虫中的所有细胞分裂问题有所了解,但是对其孵化之前的情况还一无所知。 P60

我开始观察一些胚胎外周的较大细胞,并且将一些研究进展搜集起来。 P61

抗生素就是一个典型的例子:亚力山达·弗莱明(Alexander Fleming)偶然发现一种霉菌可以杀灭细菌,霍华德·弗洛里(Howard Florey)和厄恩斯特·钱恩(Ernst Chain)从这种霉菌中提取出其有效成分——青霉素,用于治疗感染的病人。 P68

现在我们知道只有1.5%的DNA是编码蛋白质的,剩下的被轻蔑地称为垃圾DNA,然而更准确的叫法是非编码DNA:它们中的大多数可能是垃圾,但里面散布的是各种各样的调控序列,它们可能是信号蛋白的结合位点、启动基因的开关和确定基因起始和终止的位点。 P69

所以遗传图谱是一个会告诉你基因在染色体上相对位置的简化图。 P70

如果图谱显示一个家族中每一个有同一种特殊标记的个体都患有疾病,那么很有可能相关的基因就和这个标记有关或在其相邻区域。 P71

我们访问了坐落在马里兰州罗克维尔的一间实验室,它是美国国家神经疾病和中风研究所(NINDS)的分部,那儿有位名叫克雷格·文特尔(Craig Venter)的科学家正在从事脑化学药物受体的研究。 P104

我认为加密并没有什么神秘的地方,它只是按圣诞树的形式组成,我需要从一点到另一点进行追踪。 P112

我们确信他们别的客户也知道个中究竟,在此压力下他们很快同意保持版本格式的公开。 P113

人类基因组计划学术顾问委员会主席,来自斯坦福大学的保罗·伯格(Paul Berg)也称:“毫无疑问,申请这种专利的决定是一种悲哀……我们相信这种声明对科学而言不合适,甚至是有害的。 P125

他事后说起:看来在国立卫生研究院任职的同时兼任冷泉港实验室主任,并接受国立卫生研究院拨款并不怎么合法。 P126

医学研究委员会能拿上桌面的,除了他们对测序线虫的资助外,就是他们在分子生物学实验室所培育的专门技能,而在那儿,巴特·巴雷尔的基因组测序量最大,他现在正着手酵母的研究,迫不及待地要抓住就要到来的机会。 P137

比如和线虫相比较,对测序仪来说,人类DNA显示出特有的困难,一则是高比例的、高于98%的非编码区域,再则是事实上多达一半的非编码DNA以重复的形式出现。 P138

他们所做的交易是,在公布前6个月时间里人类基因组科学公司独家享有基因组研究所的表达序列标记的权利,如果序列被证明能用于药物开发的话,可延长到12个月。 P148

克雷格所做的就是,把表达序列标记策略和基于应用生物系统公司的荧光测序仪的高通量方法结合起来加速候选基因的发现。 P149

科恩是位于巴黎的人类多态性研究中心(CEPH)的主任,依靠法国的肌营养不良病协会的资助于1990年创建了法国人类基因组研究中心,使之成为第一批大规模基因组测序“自动工厂”中的一个(法国人类基因组研究中心的创立是我计划在英国建立桑格中心的因素之一)。 P164

我们认为如果专注于这件事,应该可以做好,尽管我们当时还不是很清楚其操作细节。 P165

弗朗西斯在美国国立卫生研究院的发言人马克·盖耶(Mark Guyer),在给所有基因组中心主任的信中说:“这是一个激动人心的进展,为人类基因组计划进行到一个关键时刻增添了新的技术力量。 P198

这次会谈几个月前就已经安排好了,我们将提出一个旨在提高测序能力的资助申请。 P199

吉姆·沃森对此评价道:“这就像是要求他们走向大海,自溺身亡。 P200

他的商业伙伴则是制造DNA测序仪的行业领袖——应用生物系统公司。 P201

后来曾经与吉恩·迈尔斯(Gene Myers)合作的一位亚利桑那大学的计算机专家,在《基因组研究》(Genome Research)杂志上发表了附和这个建议的一篇文章。 P202

与线虫、果蝇和酵母的基因组计划不同,它还涉及基因组研究对伦理、法律和社会所造成的影响的研究,以及其他关于新技术的开发、数据库的支持和生物信息学的研究计划。 P208

而美国则不同,由于有共和党把持的国会,弗朗西斯担心,任何一个说私营机构比政府资助的实验室做得更好的提议,都会在众议院得到广泛的支持:现在,公益性的人类基因组计划被描绘成采用笨拙、刻板且官僚的难于实现的技术方法,而私人的克雷格公司则是一个采用了神奇的全基因组鸟枪法,测序工作高效的家伙。 P209

我只讲了几分钟,我告诉他们我们仍处于有利的位置,如果我们能承担1/6以上的测序任务,英国还将在人类基因组计划中占主导地位。 P210

还有一点感受我没有说,通过这项资助,董事们对我们的信任达到了一个空前的高度,这是我们过去一直盼望,但始终没能实现的。 P211