南开大学、天津市功能基因组与生物芯片研究中心与夏威夷大学共同主持
南开新闻网讯(记者 张 国) 人类终于首次完整见到了一株转基因植物的基因组。中国南开大学、天津市功能基因组与生物芯片研究中心与美国夏威夷大学的科学家今天(4月24日)联合发表论文，宣告率先绘出了转基因木瓜的基因图谱。
“木瓜全基因组测序计划”，是中国继人类基因组计划、超级杂交水稻基因组计划后参与的又一项大型国际基因组合作研究计划。
在世界各地广泛种植并以营养价值与保健功效受到喜爱的“百益之果”木瓜，因此得以在基因水平上为人真正“深入”了解。
此项研究不仅为木瓜功能基因组学的研究和合理运用木瓜资源奠定了基础，还对农作物育种、农业生产和深化人类对转基因植物的认识具有重要意义。
这项重大发现登上了今天出刊的英国《自然》(Nature)周刊封面。本期《自然》封面的主角是一片茂盛的木瓜林，论文题目是“转基因热带水果植物——木瓜的基因组草图”。
这也是天津地区诞生的第一篇《自然》封面文章。2000年以来，中国大陆科研机构在《自然》发表的生命科学论文有14篇，其中3篇为封面文章。
《自然》创立于1869年，是世上最早的科学周刊，与美国《科学》并称为最为权威的两大科学期刊。
迄今，关于人类、水稻、木瓜三项大型基因组计划的成果，无一例外成为《自然》或《科学》的封面文章。
“木瓜全基因组测序计划”是2004年12月启动的。近三年后，联合研究组2007年9月向《自然》投稿，2008年2月文章被接收。
主持木瓜计划的两位生物学家分别是南开大学泰达生物技术学院院长、天津市功能基因组与生物芯片研究中心主任王磊，夏威夷大学基因组学、蛋白质组学与生物信息学研究中心主任马克索多·阿兰(Maqsudul Alam)。他们也是对这篇论文负责的两位通讯作者。
来自中美两国30家研究机构的科学家参与了研究。仅论文的署名作者就多达85人。南开大学泰达生物技术学院的青年教师冯云，是并列的4位第一作者之一。
基因图谱与其说是“绘”出来的，不如说是“拼”起来的。
研究组在盛产木瓜的夏威夷州选择了一株抗病毒的转基因木瓜，从细胞中提取出脱氧核糖核酸分子(DNA分子)，切成极小的片段并进行测序。得到极小片段的基因序列后，经过生物信息学分析，再拼接到一起，就成了完整的基因图谱。
冯云的主要任务是进行生物信息学分析，完成这幅“拼图”。她说，整个过程涉及的基因序列约有280万条。
这些基因序列目前存放在“国际核苷酸序列数据库”合作成员单位：日本DNA数据银行、欧洲分子生物学实验室、美国基因银行。
根据对木瓜基因组草图序列的分析发现，木瓜基因组的规模是水稻的百分之八十左右。与全球生物界最广泛应用的模式植物拟南芥相比，木瓜的基因组规模是它的3倍，但基因数量却比之为少。
项目中方主持人王磊教授说，这在一定程度上说明木瓜是代谢网络研究和比较基因组学研究较理想的植物。在这株转基因木瓜的基因组上，还发现了一个具有功能的被“转入”的外源基因。
由于几年前人类首次在木瓜上发现植物也有性染色体，这份木瓜基因图谱还将有助于揭示植物性别决定机制的起源和进化。
木瓜计划近1000万美元的研究经费由美方提供，知识产权为双方共同拥有。
在计划实施过程中，“天津市功能基因组学技术平台”在南开大学建立，获得了人民币1600万元的天津市科技创新专项资金。
王磊说，基因组学是一个国家和地区生物学领域创新能力的重要体现。在这一分支上，世界主要经济大国自上世纪90年代中期开始投入了大量人力物力。
南开大学与夏威夷大学的合作仍在深入开展。“我们的下一步，是发现或者鉴定木瓜的功能基因。”
他打比方说，我们得到基因图谱，相当于得到一本书，下一步则是读懂这本书。“读懂”可能比“得到”更关键。即使读懂一部分，对人类的帮助也会非常之大。
“基因组序列里蕴藏着这一生物的起源、进化、发育和生理等重要信息。”
自2007年11月以来，南开大学教师的论文半年之内已经三度在《自然》发表，王磊是其中两篇的通讯作者。
|
