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从基因组生物学到精准医学
时间:2013-08-05 13:55:41  作者:网站编辑  来源:生物谷
物学家发现DNA双螺旋结构50周年,而沃森博士正是这个宏大计划早期的实际推动者之一。

    物学家发现DNA双螺旋结构50周年,而沃森博士正是这个宏大计划早期的实际推动者之一。

    科学界往往以重要人物和他们的重要科学发现及技术发明为里程碑。基因组学应属于分子生物学范畴,其学科的真正起点,应该是1953年DNA双螺旋结构的发现和上世纪70年代初期DNA序列解读技术的发明。因此,也可以说“人类基因组计划”是50年来生命科学与技术发展的结晶。

    一次性解读全部人类基因的DNA序列正是在分子生物学如火如荼的上世纪80年代初提出的。1983年和1984年美国NIH(国立卫生研究院)和DOE(能源部)分别组织了相关领域的科学家进行了启动大规模测序计划可能性的研讨,这就是“人类基因组计划”的酝酿阶段。1987年“人类基因组计划”的智库发表了《测定和绘制人类基因组图谱》的报告,“计划”进入真正的实施阶段。五年后,第一代荧光自动测序仪问世,“计划”则进入真正的数据获取阶段,并最终耗时15年完成。

    基于基因结构和序列变化的基因组学研究无疑已经转入到生物学和医学核心命题的研究。基因组学技术和规模化的特征将会延续并发扬,大数据、复杂信息、新概念和知识等等,都在不断地催生新的思维境界和新的思考。从“DNA到RNA再到蛋白质”和各类“组学”研究,最终将是一种整合性、更高层次的消化和理解。20多年前美国科学家胡德提出的“多系统生物学”开辟了新的思维和方法,但是他并没有将其研究内容具体化。

    从基因组学(以DNA序列为研究主体)到基因组生物学(以生物学命题为研究主体),再到基于谱系的基因组生物学(以生物谱系,如哺乳动物为研究主体),是基因组学的“凤凰涅槃”,也符合生物学的发展规律。

    基因组生物学目前至少有五个层面的思考。第一是“信息流”,延续“中心法则”的思维框架,包括遗传学和分子进化的所有研究内容;第二是“操作流”,包括生理学、细胞生物学和分子生物学研究的主要生物学命题;第三是“平衡流”,主要是药理学和生物化学等学科的精华;第四是“分室流”,它涵盖发育生物学、解剖学、生命起源等领域所涉及的核心科学问题;第五是“可塑流”,研究表型和行为的可塑性,前者囊括生态学与环境生物学的研究内容,后者包括神经生理和心理学等研究内容在分子水平的命题。

    生命科学研究的真正挑战在于如何将这些基于不同概念,由不同技术和方法获取,被不同领域科学家们所收集,停留在各个不同理论和信息层面上的知识编织成一个有机的网络。生物医学研究与临床医学实践的精准度也正是由这些学科前沿的发展所决定。

关键字:基因组生物学
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