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基因测序 中国还差什么?

2013年12月03日09:55    来源:中国科学报    手机看新闻

从安吉丽娜·朱莉进行乳腺癌基因检测、个性化DNA检测被美国《时代》杂志评为年度最佳发明,到转基因食品大讨论,再到复旦大学日前关于曹操家族DNA的研究成果……今天,“基因”已当之无愧地成为一个全民话题。

2003年,人类绘制成功第一幅基因组工程(HGP)草图。10年来,由中国完成的基因测序物种目前已占全球一半以上,然而,专家表示,增强创新能力依然是我国基因组学发展的当务之急。

“买枪打鸟” 亟待转型

作为全球最大的基因测序与分析研究中心,华大基因已完成近600个物种基因组测序和28200多个变异基因组研究。

“测绘基因序列就像绘制元素周期表,是一切生命科学研究的必备工具和新科学发现的创新源头。”在接受《中国科学报》采访时,华大基因杨碧澄博士说。

而测序技术的升级换代无疑为基因组学发展提供了强大的驱动力。从最初的手动测序仪到第一代ABI自动测序仪、第二代数百万个碱基大通量平行测序,再到第三代单分子实时DNA测序,绘制各种生物基因蓝图的成本和时间不断缩减。在此过程中,我国DNA测序应用能力也随之大幅提升。

然而专家指出,目前国内测序仪器基本仍依赖进口。“如果我国基因组学研究总停留在用别国进口的‘枪’来‘打鸟’的阶段,怎么能够指望超越别人?”中科院北京基因组所副所长于军质疑说。

在中科院院士赵国屏看来,我国测序仪原创能力不强与几千年来看不起雕虫小技的观念不无关系,这导致国家对技术创新的重视程度不如知识创新。

综合创新 沃土待培

“DNA测序是一门非常有用的技术,它对科学发展的意义超过航空母舰对现代战争的意义。”于军说。

相关技术已经给美国带来科学史上空前的经济价值。24年来,HGP及其相关研究已给美国带来9650亿美元的经济效益和50多万个就业机会。

而巨大的经济收益正是以应用为基础。DNA测序已在临床上大放异彩,同时,测序技术也在农业、工业、养殖业等领域大显身手。“以基因测序为基础的选择性育种可以加速新品种的培育周期、提高品种质量与多样性。”杨碧澄说。

而动物基因结构研究不仅有助于了解决定动物各性状的控制基因以培育新品系,还可以辅助人类疾病机理研究、开发新药。微生物基因组研究则可以用于循环经济、环境生态等多个方面。

可以说,基因测序创新能力体现着一个国家的综合创新能力。对此,赵国屏表示,我国基因测序在一些技术和方法上虽然也有突破,但创新“短板”依然存在。

“基因测序方面的综合创新不仅需要科学研究之间的交叉,还需要科学、技术、工程之间的互动,中国在这方面的土壤还很差。”赵国屏感慨说。

在他看来,国内过分强调SCI文章和第一作者单位,不利于展开学科交叉和跨领域合作。同时,基因组学从研发到产业的上中下游转化链之间的角色定位、评价方式以及支持方式等都有待进一步厘清。

未来之路 创新为先

“知道DNA组序列仅是知道遗传本质的第一步,未来新物种基因测序仍会继续增多,测序质量仍有待在现有草图基础上继续提高,研究层次上进一步向系统生物学与合成生物学方向发展。”赵国屏说。

赵国屏认为,生命科学从技术突破到应用要经过两个产业化过程:一是为技术创新提供相应的综合配套手段,其目的是为科研服务;二是为民用服务。当前,基因测序两个产业化过程已并驾齐驱。

“在这个过程中,要让基因组学研究与医、农、工相互结合,用于指导实践和进一步发展。”赵国屏说。

从十几年前“搭别人的车”,完成1%的人类基因组计划,到“十二五”期间的“万种微生物计划”、“千种动植物基因计划”等生物工程,近20年来,随着国家科研投入增多,我国从事基因组学研究的人才创新队伍日益扩大,这些无疑都是未来中国基因测序创新的底蕴。

(责编:实习生 黄奕宇、马丽)

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