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从 30 亿美元到 399 人民币,基因测序如何成为你也能买到的日常商品 | 混乱博物馆 & 各色人类研究中心

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“基因”编写着每个物种的蓝图,控制了每个人从微观到宏观的每一个性状。为了破译人类基因的秘密,“人类全基因组项目”在1990年启动,然而人类单倍染色体包含了60亿对核苷酸序列,六国团队在最初的7年里就耗费了研究经费的一半——近15亿美元,却只完成了3%的工作。

这实在是一项浩大的工程,但幸运的是,在计算机辅助下的鸟枪法让工程速度提高了几个数量级,足以让基因测序成为每个人都能购买的商业产品,开辟一个全新的时代。

于是继《中国人的祖先从哪来?》之后,我们推出了本期节目,在了解这项技术的同时,发现体内蕴藏的宝贵价值。


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-文字稿-

人们常用“摩尔定律”形容电子产品更新迭代速度很快,每18个月性能提升一倍,价格下降一半。但这个速度,对于生物科技来说,仍然太慢了。

1985年,美国国立卫生研究院想要通过大范围合作,测定人体中全部30亿对碱基序列。 

然而直到1998年,人类才完成第一个多细胞动物的全基因组测序,测序对象是秀丽隐杆线虫,基因组的大小大概是人类的1/30。

80年代的主流测序技术是Sanger法。1977年,剑桥大学的F.Sanger等人发明了利用DNA聚合酶的双脱氧链终止原理测定核苷酸序列的方法。

传统的Sanger法,是使用有放射性标记的终止核苷酸与DNA链发生反应,再通过凝胶电泳一个一个地读出碱基序列。后来有研究者将放射性标记改为荧光标记,大大提高了测序的自动化程度。但还不够。

人类全基因组项目于1990年正式启动,由美国、英国、法国、德国、日本和中国六个国家的科研团队参与,投资达到30亿美元。到了1997年,研究经费已经用了一半,却只完成测序工作的3%。就在这时,激进的研究者克雷格·文特尔主张使用新兴的鸟枪法测序。

这种方法有点类似拼图游戏,先使用多种限制性核酸内切酶,将要测序的DNA链随机切成若干小段。然后测定每个小片段序列,最终利用计算机对这些切片进行排序和组装,并确定它们在基因组中的正确位置。

然而包括计划负责人在内的很多分子生物学家认为,计算机无法处理如此庞杂的数据量。于是,文特尔负气出走,组建了自己的团队,并在1998年公开宣布与多国团队展开竞争,他想抢在多国团队之前,将人类的基因组数据申请专利保护。

这一举动惊动了美国总统克林顿,为了使人类的基因组数据不成为私人赚钱的机器,他亲自出面斡旋。最终两方达成和解,多国团队改用文特尔的方法,并约定在2001年2月份分别将各自的测序草图发表在顶级期刊Nature和Science上。

自此,基因技术的革命走上了快车道。

另一个好消息是,互联网时代也来临了。2006年,一家叫做23andMe的美国公司,开始在网上售卖第一款面向个人的基因检测产品,定价999美元。

2008年4月,美国的454科技公司使用新一代测序方法,在三个月内完成了人类历史上首个个人基因组测序。测序对象是DNA双螺旋结构的发现者,人类基因组计划的发起人之一沃森。

同年,《时代周刊》将23andMe 提供的消费级基因检测,评选为年度最佳发明。此时,已经没有人质疑基因时代的到来。

从1994年开始,美国率先开展易感基因筛查,使得家族性肠癌的发病率下降90%,乳腺癌发病率下降70%。

英国生物样本库从2007年开始计划收集英国总人口1%的DNA样本,并对这些人进行长达30年的追踪。2017年7月,样本库已经向全球的179个研究机构公开了50万人的遗传数据和各种相关的表型信息用于科学研究。

此外,日本、韩国、冰岛、芬兰、爱莎尼亚等国,也都建有覆盖全国人口的生物样本库。2015年的一份报告显示,全球大大小小的生物样本库,只有5%是由学术机构主导的,而有40%都是来自商业机构。

今年4月份,23andMe 宣布自己的用户已经突破200万人,其中有85%的用户同意将自己的基因组数据无偿用于科学研究,平均每个用户为230项研究做出贡献。这是目前地球上最大的基因-表型数据库。这家公司目前已经主导87篇同行评议的科学论文发表。

现在,个人基因检测服务像普通商品一样出现在了超市里。每个人都想要获得自己的基因组数据。来自DNA的信息既展示了人与人之间的不同从何而来,也在改变参与者们看待自己和别人的方式。


各色人类研究中心是国内最早进行基因-行为关联研究的商业机构。在各色,你不仅可以用低廉的价格获得一份高质量的全基因组水平DNA数据,也可以持续了解这些数据中蕴含的海量信息。你也可以参与他们与研究机构合作开展的公民科学项目,一起推进对中国人基因组的认识。


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拥有一台苹果手机,最多只能使用两年。而在各色拥有一份个人基因组数据,你将终身受益。我是刘大可,在“各色人类研究中心”微信后台回复“刘大可”,你会看到我的基因故事。

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各色作为国内消费级基因产品的先行者,希望我们的每个读者,都是未来基因组研究的参与者,并受益于此。

现在就加入这一激动人心的进程,更全面地了解基因研究,从孟德尔的豌豆开始,到最前沿的基因编辑技术,各色推荐你阅读《基因传》,这是今年最重要的一本译作,英文版入选多家媒体的2016年年度书单。各色和中信出版社联合推荐本书。

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原创文章,作者:DOT日报,如若转载,请注明出处:https://www.bilingling.cn/news/29234.html

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