破译蒙古基因密码

2011年11月5日,首个蒙古族人基因组图谱绘制完成。


  “绘制个人的基因图谱只是研究蒙古族基因性状的第一步,基因分析报告已经出来了,下一步我们将绘制200个蒙古族人的基因图谱,就是蒙古族的群体研究计划。完成后,对蒙古族基因遗传性的特点会形成更具体的概念。”


  3月30日,项目总负责人、内蒙古农业大学生命科学学院、内蒙古自治区高校动物生物制造技术重点实验室主任周欢敏在接受本报记者采访时说。


  据悉,该项目由内蒙古农业大学牵头,内蒙古科技厅、内蒙古民族大学、深圳华大基因研究院合力绘制。


  目前,世界范围内已制出了日本人(大和民族)、韩国人(韩民族)、爱斯基摩人、印第安人等民族的基因组序列图谱;在我国,汉族、藏族的个体基因图谱绘制工作也已完成。


  本报记者 郝宇东 李敏 文/图


  随着“人类基因组计划”的完成,世界各民族的基因图谱绘制工作已成为当下基因科学研究的热点。基因图谱可以帮助人类发现遗传基因组的结构和特征,从而在疾病预测、诊断与治疗方面发挥巨大作用。


  首例拥有自主产权的图谱


  周欢敏称,与汉藏基因图谱相比,此次蒙古族基因图谱完全由我国科学家独立绘制而成,具有自主知识产权。这一成果,标志着我国的人类学、民族学、人类遗传学及医学健康研究进入了基因组水平。


  蒙古族以其建立陆地面积最大的蒙古帝国闻名于世,对人类的遗传进化产生过重要影响。


  一个伟大的民族必然蕴育于一个伟大的基因组。为了获悉蒙古族人的基因组结构、遗传特征、发展进化等基因遗传信息,周欢敏等科学家于2011年8月底,开始着手绘制基因图谱的工作。


  寻找基因图谱的个体研究对象是一项困难的工作。为了找到纯正的蒙古族血统样本,周欢敏等人想到采集“黄金家族”的基因。


  如今,黄金家族主要指成吉思汗家族内,没有与外族通过婚的一支后代。


  由于国际基因组织的相关规定,周欢敏未能透露这位黄金家族子孙的资料。但他告诉记者,从采集到的基因样本来看,蒙古族基因有着非常鲜明的特点,具有很高的研究价值。


  周欢敏教授告诉记者,绘制首个蒙古族人基因组序列图谱时,他们的实验室承担着采样和提取遗传物质的工作,然而采样是整个蒙古族基因组图谱绘制过程中最重要,也是最困难的环节。


  如果要找一个蒙古族人的话,就不能参与其它种族的血统,也就是说,遗传物质不能融入其它种族的成分。所以在选择的时候,我们要进行调查、研究,和许多研究蒙古族历史的人种学的一些专家进行讨论、分析、论证。经过大量民族学、历史学的调查与考证,科学家们最终确定了研究对象,选取了“黄金家族”成吉思汗第34代子孙。研究对象是一名成年男性,没有与外族通婚的记录,没有婚史,同时保存有完整的家族谱系,研究者一致认为其身份是真实可靠的。


  个人图谱绘制完成后,研究小组需要采集4个蒙古族部落共200人的基因,以确定族群基因特征。本报记者致电另一位核心研究员内蒙古民族大学教授白海花时,她正颠簸在开往呼伦贝尔的火车上,准备采集布里亚特人的基因。其它的研究对象还有科尔沁草原、阿巴嘎旗的蒙古族人,和新疆的维拉特人。


  白教授对本报记者说,目前汉族、藏族的族群图谱还没有绘制出来;而她们基因小组绘制蒙古族群基因图谱的工作,已经完成一大半了,也就是说蒙古族很可能成为中国第一个拥有整体性基因图谱的民族。


  据悉,基因组的经费由农大、民大、华大3家单位自行筹集,目前已筹款500多万。“内蒙古自治区的相关科技部门也给我们很大支持。这个项目暂时还没申请到国家拨款,但随着研究的深入,我相信(获得国家支持的)希望是很大的。”周欢敏如是说。


  基因图谱之于医疗


  世界各民族在进化过程中,其遗传和表型等方面均有各自的特点,在遗传和遗传性疾病发病率上也有较大差异。


  “研究基因图谱最大的意义在于,通过基因组分析,可以掌握民族内可能存在的一些遗传疾病。譬如我们想了解一个人有多少风险基因,是否有高血压、帕金森综合症、精神病等遗传病,就可以通过他的基因图谱看出来。这样,在生活中人们就可以尽力避免诱发产生类似疾病的行为,比如抽烟、酗酒、饮食不规律等等。”


  “另外,在药品研究上也可以更有针对性。遗传差异性导致相同药物对不同人群来说,其敏感性、疗效、副作用等都会产生不同程度的差别。拿蒙古族来说,蒙古族人基因组项目的开展,必将带动蒙古族人特异性药物研发的热潮,不仅促进了经济的发展,也能增强民族间的交流。”


  周欢敏称,早在图谱未绘制完成之前,就有来自美国、意大利的科研机构以及个人与他们基因小组联系,希望能够合作或借阅资料,有的甚至提出了十分优厚的条件,但都被拒绝了。


  “假如外国人获得资料后,通过研究比咱们先制出了针对蒙古族基因特点的药,然后申请专利再反过来卖给咱们,那损失就大了。”周教授如是说。


  未来,每个人都可以在医疗档案中加上自己的基因图谱。通过基因库的对比,能立刻知晓基因主体是否携带了家族遗传病或其它病毒基因,做到在发病之前就提早诊治。而基因提取对象的范围,甚至包括正在孕育中、未出生的婴儿。

  那么,基因图谱何时才能在医疗方面普及呢?


  “普及显然还需要很长一段时间。但现在一些有经济条件的人,已经可以在某些基因研究机构或者医院申请制作自己的基因图谱了。一点血样,加上一张电子芯片就能完成。制作费用大概在2万元左右。”周欢敏笑着对记者说。


  基因工程潜力无限


  除了生物、医药学,基因图谱的深入研究,也会在人种学、历史学、地理学方面发挥巨大作用。


  在人类社会发展史上,各个民族在民族源流、民族特质和外延影响等方面发生变化。传统的研究,往往通过文化、表型、行为、分布等方面来认识某个民族。但由于历史变迁、环境变化等问题,对于一些生活习性发生过较大变化的民族,传统的考证方法经常会面临巨大困难。


  周欢敏告诉记者,如果从基因组角度研究这些差异,很多问题将迎刃而解。


  “比如蒙古族与各少数民族相互源流关系及其与汉族的关系、它的支系划分等问题、历史进程中蒙古民族的基因流向,都可以通过基因图谱反映出来。


  历史上,匈奴王阿提拉是黄种人还是白种人一直有争议,但如果基因学发展到一定程度后,站在基因学的角度这个问题是很容易解决的。基因研究的发展,对丰富人类进化、种族的血缘关系、人类遗传学等信息,都有重要意义。”


  基因就是遗传因子,也是遗传的物质基础,是DNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称,是具有遗传效应的DNA分子片段,基因通过复制把遗传信息传递给下一代,使后代有了跟亲代相似的形状。


  据了解,人类大概有200多万个基因储存着生命蕴育与成长,凋亡过程的全部信息,基因通过复制表达修复来完成生命繁衍,细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程,基因是生理密码,记录和传递着遗传信息,每个生物体的生、长、病、老、死等一切生命现象都与基因有关,它同时也是决定着人体健康的内在因素,与人类的健康密切相关。


  周欢敏教授告诉记者,有了蒙古族人基因图谱就能够了解蒙古族人基因组的结构、特征、大小和基因的变异情况,这样就会对蒙古族的历史进程和遗传信息有一个完全的了解,也会给研究基因组项目的研究人员提供广阔的研究领域和数据知识。


  周欢敏说,了解到蒙古族人本身,他的基因结构、特征是什么样的,将来对蒙古族人的健康医学治疗,特别是未来发展到个性化医疗的时候,具有重要的基础意义。


  周教授还向记者展示了一种基因学的前景:尽管现在达不到,但在未来,基因资源是各个国家争取、掠夺的一个非常重要的资源,谁拥有资源谁就拥有生物学研究方面、疾病研究方面、人类遗传方面的制高点。


  基因图谱中很可能还包含主体的兴趣、爱好、天赋等特征到那时,社会上的每个人,都将有他的用武之地。