2007年5月31日是著名美國生物學(xué)家詹姆斯·沃森的79歲生日，那天他從454生命科學(xué)公司的工作人員手中接過了一個特別的“生日禮物”——一張存儲著他個人的全部基因序列的DVD光盤。從那一刻開始，詹姆斯·沃森不僅是世界上首個DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者之一，也成了世界上第一個擁有“個人版”基因組圖譜的擁有者。這張花費(fèi)超百萬美元的光盤，又被他稱為“生命天書”。

以基因測序技術(shù)為基礎(chǔ)的人類基因組計劃，被稱為生命科學(xué)領(lǐng)域的“登月計劃”，其目的是測出個體的所有信息并為疾病診斷、新藥研發(fā)、新療法的探索帶來革命性的進(jìn)步，可以說，基因測序是對生命的解碼。

2003年，人類第一個基因組圖譜——GRCh38繪制完成，它是一項耗費(fèi)38億美元，由2000名科學(xué)家歷時13年交出的作品，圖譜中包含了人類染色體的近30億個堿基對的核苷酸序列。但是這份圖譜仍留下了約8%的空白區(qū)，它們由高度重復(fù)的DNA塊組成，其中包含了功能基因以及位于染色體中間和末端的著絲粒和端粒，由于當(dāng)時技術(shù)的局限，這部分的測序難度非常大。

就在2003年的GRCh38公布的19年后，2022年3月31日，《科學(xué)》雜志上的6篇論文宣告了生命科學(xué)領(lǐng)域“登月計劃”的進(jìn)展：人類基因組剩余的8%被破解！國際科學(xué)團(tuán)隊端粒到端粒聯(lián)盟(T2T)發(fā)布了第一個完整的、無間隙的人類基因序列——T2T-CHM13！

T2T-CHM13的組成是30.55億個堿基對和19969個蛋白質(zhì)編碼基因，與GRCh38相比，T2T-CHM13增加了近2億個堿基對的新DNA序列，并糾正了GRCh38的數(shù)千個結(jié)構(gòu)錯誤。

研究人員還表示，他們通過T2T-CHM13發(fā)現(xiàn)了超過200萬個額外的基因變異，這些研究將為622個與醫(yī)學(xué)相關(guān)的基因提供更準(zhǔn)確的基因變異信息，更好地支持個體化醫(yī)療、人口基因組分析和基因組編輯。此外，研究人員對識別和解釋遺傳變異方面做出的改進(jìn)，還將為探索人類祖先進(jìn)化過程提供基因?qū)用娴淖C據(jù)。人類向著完全解碼基因，找到生命之門鑰匙的目的又邁進(jìn)了一大步。

基因測序技術(shù)從1975年發(fā)展至今已有四代，基因測序的時間成本和物質(zhì)成本也實現(xiàn)了跨越式的降低。從GRCh38的13年到近期斯坦福大學(xué)開發(fā)出的5小時超快速基因測序方法，從詹姆斯·沃森的超百萬美元到2021年華大基因中標(biāo)的四川大學(xué)華西醫(yī)院基因測序1348元人民幣每例，基因測序向越來越多的人展現(xiàn)出可及性，為公眾的疾病診斷特別是罕見病診斷提供了更精確更快速的方法！

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關(guān)鍵詞： 生命科學(xué) 基因變異 研究人員