【原標題】中科院院士陳潤生參與探索基因之謎
一個(gè)人的遺傳密碼之書(shū)有40層樓高
↑3月29日，科學(xué)家大講壇在重慶市第十一中學(xué)校舉行，陳潤生院士做專(zhuān)題報告一一遺傳密碼你知道多少？ 記者 楊新宇 攝
2000年6月26日，人類(lèi)基因組工作草圖基本繪制完畢并向全世界公布。這是迄今為止，人類(lèi)完成的最重要、最令人驚嘆的圖譜。通過(guò)人類(lèi)基因組計劃的實(shí)施，科學(xué)家們逐漸觸碰到了生命的奧秘。
近日，來(lái)渝參加第34屆重慶市青少年科技創(chuàng )新大賽的中科院院士陳潤生，來(lái)到重慶市第十一中學(xué)校，與孩子們一起分享他參加人類(lèi)基因組1%工作草圖研究的往事。
一封來(lái)自美國的信
改變了他的人生
↑3月29日，科學(xué)家大講壇在重慶市第十一中學(xué)校舉行，陳潤生院士做專(zhuān)題報告一一遺傳密碼你知道多少？ 記者 楊新宇 攝
78歲的陳潤生院士，當天中午12點(diǎn)才到重慶，吃飯短暫休息后，中午1點(diǎn)多來(lái)到了重慶市青少年科技創(chuàng )新大賽的現場(chǎng)——重慶市第十一中學(xué)校。
為了讓孩子們多了解前沿科技，近兩個(gè)小時(shí)的演講，他幾乎沒(méi)喝一口水，“能多講點(diǎn)就多講點(diǎn)，我以前也受到過(guò)老一代的提攜，有責任點(diǎn)燃孩子們對科學(xué)的熱情?！?/span>
是的，對科學(xué)的熱情，改變了陳潤生的研究道路。上世紀80年代，國際上開(kāi)始討論是否有機會(huì )破譯人類(lèi)的遺傳密碼。1989年12月，當時(shí)美國任命的人類(lèi)基因組計劃的首席執行官、著(zhù)名的諾貝爾獎獲得者詹姆斯·杜威·沃森，在《Nature》上發(fā)表了一篇關(guān)于“人類(lèi)基因組計劃”的論文，“他談到了即將開(kāi)展的人類(lèi)基因組計劃的研究，以及他對這個(gè)事件深遠科學(xué)意義的看法。當時(shí)，我看了以后，心里非常激動(dòng)，覺(jué)得這個(gè)事太重要了?！?/span>
陳潤生當即給沃森寫(xiě)了封信。一個(gè)月后，剛從德國回來(lái)的陳潤生接到了一封從美國寄來(lái)的郵件。打開(kāi)郵件，陳潤生看到了三樣東西，包括：一封兩頁(yè)的信，這封信是沃森委托美國人類(lèi)遺傳密碼破譯計劃辦公室主任布朗教授回的，信中說(shuō)，中國科學(xué)工作者對人類(lèi)基因組計劃感興趣，他表示感謝，同時(shí)說(shuō)了一些關(guān)于人類(lèi)基因組研究的意義。此外還有兩本材料，一個(gè)是美國第一個(gè)人類(lèi)基因組計劃的藍皮書(shū)；另一個(gè)文件是美國國立衛生研究院實(shí)驗室的設置和每個(gè)實(shí)驗室的主管科學(xué)家的介紹，這個(gè)材料著(zhù)重介紹了一個(gè)新的學(xué)科——基因組信息學(xué)，圍繞它，美國要開(kāi)展人類(lèi)基因組研究，要成立若干個(gè)部門(mén)，來(lái)進(jìn)行人類(lèi)遺傳密碼的破譯工作。
一分錢(qián)不要
也要擠到基因破譯團隊去
有熱情，再加上沃森的回信，原本研究物理、數學(xué)的陳潤生有了一個(gè)大膽的想法——想辦法擠到人類(lèi)遺傳密碼計劃的中國團隊里去。
當得知中國要組建團隊時(shí)，陳潤生就想辦法找到了負責人之一吳旻先生，“希望這個(gè)團隊能吸納我。我的解釋是，我是學(xué)理論生物學(xué)的，我可以負責基因組的組裝和分析工作，這可以和其他專(zhuān)家的工作形成互補。當時(shí)科研經(jīng)費非常緊張，我說(shuō)我可以一分錢(qián)不要，只要能參與這項工作就可以了?！?/span>
吳旻給陳潤生的回答是“商量一下”?！昂髞?lái)，他找到我說(shuō)‘歡迎你到我們隊伍來(lái)’，雖然我說(shuō)不要錢(qián)，但還是給了經(jīng)費的?！被貞浧疬@段往事，陳潤生不忘借機鼓勵學(xué)生們，“這兩個(gè)機會(huì )，都是在我對學(xué)科感興趣的背景下?tīng)幦?lái)的，其實(shí)本來(lái)跟自己沒(méi)有關(guān)系，只要自己認為這個(gè)方向是對的，你的努力，你的執著(zhù)，總是有辦法讓你完成某些工作、取得某些結果?！?/span>
陳潤生說(shuō)，人的遺傳密碼有非常非常多的符號，要了解這個(gè)內涵，一定要成立一個(gè)新的學(xué)科——基因組信息學(xué)。這是一個(gè)新的學(xué)科領(lǐng)域，它的研究對象就是遺傳密碼，研究?jì)热菥褪沁z傳密碼搜集、整理、存儲、發(fā)布給大家使用、分析以及解釋等，即生物信息學(xué)最早的一次科學(xué)定義。
從那時(shí)起，陳潤生就開(kāi)始從事這方面的資料收集，同時(shí)研究有哪些方法破譯人類(lèi)的遺傳密碼，自此走上了所謂生物信息學(xué)的研究之路。
一次人類(lèi)創(chuàng )舉
卻用了最“笨”的方法
人類(lèi)遺傳密碼總的長(cháng)度是30億個(gè)符號，即30億個(gè)堿基對。如果你對30億只是一個(gè)數字，那陳潤生可以舉很多例子讓你信服，這不只是一串長(cháng)不可及的數字。
“如果把自己的這30億個(gè)遺傳密碼測量一下，測完以后要裝訂成一本書(shū)，這本書(shū)如果每頁(yè)記載3000個(gè)遺傳密碼，100頁(yè)裝訂成一本書(shū)，你自己的遺傳密碼就要裝訂一萬(wàn)本這樣的書(shū)。如果按一本書(shū)一厘米厚計算，一萬(wàn)本書(shū)就有100米，如果一層樓按2.5米計算，一個(gè)人的遺傳密碼之書(shū)就有40層樓高。
如果你想把自己的遺傳密碼輸到計算機里留做紀念，一天敲555000個(gè)，“如果一本中篇小說(shuō)有20萬(wàn)字，你一天敲2.5本中篇小說(shuō)，也要連續敲15年。這本天書(shū)是不好讀的！”
陳潤生所說(shuō)的這個(gè)不好讀，確實(shí)是因為密碼太長(cháng)?！凹幢闶堑侥壳盀橹?，也沒(méi)有任何儀器能夠把遺傳密碼從頭讀到尾。到現在為止，一次也最多只能測幾千個(gè)?！?/span>
那么30年前，30億個(gè)符號是怎么讀的呢？“把這么長(cháng)的符號切成一斷一斷的，也就是說(shuō)，要測一段密碼，就得切開(kāi)來(lái)測，但切斷以后，測完，再也接不起來(lái)，因為丟掉的信息是恢復不了的?！标悵櫳f(shuō)。
科學(xué)家們遇到的這個(gè)難題，用了一個(gè)最“笨”、也是最簡(jiǎn)單的方法來(lái)解決?！熬褪且粋€(gè)人的遺傳密碼，能不能把這個(gè)遺傳密碼造出兩串。就相當于是買(mǎi)兩本一樣的書(shū)，切斷了這本拼不好，還有另一本可以湊?！标悵櫳f(shuō)，人的遺傳密碼是國際大協(xié)作，“一個(gè)最基本的指標，是測完了以后，要把它90%都拼齊了。后來(lái)實(shí)際測來(lái)測去發(fā)現，要真正達到90%，兩本書(shū)不夠，最后是5本書(shū)。也就是測了一個(gè)人的5串遺傳密碼，才真正完成?！?/span>
這項創(chuàng )舉可以媲美阿波羅登月計劃。正是這樣不斷的重復，才讓“基因”的發(fā)現帶來(lái)生物學(xué)革命，其重要性就好比“原子”的發(fā)現帶來(lái)物理學(xué)革命，“字節”的發(fā)現帶來(lái)互聯(lián)網(wǎng)革命一樣。
2001年2月15日與16日，人類(lèi)基因組計劃聯(lián)盟與賽萊拉的文章分別在《自然》與《科學(xué)》雜志上發(fā)表。論文幾乎占據了這兩份雜志的全部篇幅，也成為《自然》雜志有史以來(lái)最長(cháng)論著(zhù)。
由于作者多達7000余人，“名字都只有索引?！比欢?，在2018年4月5日的《科學(xué)》雜志上，不僅封面是由中國科學(xué)家選定的中國梯田，還以封面形式發(fā)表了中國科學(xué)家《水稻（秈稻）基因組的工作框架序列組》。（記者 羅薛梅）
編輯：劉雅萱
聯(lián)系客服
