继多国合作完成人类基因组计划之后,在后基因组时代,国际上又开展了几项合作计划,如国际人类蛋白质组计划、人类基因组单体型图计划以及“表观基因组学”先进研究网络。
(一) 国际人类蛋白质组计划开展如火如荼
2001年,国际人类蛋白质组成立,同时启动的人类蛋白质组计划(HPP)。这是人类基因组计划成功之后全球生命科学领域的又一次浩大的合作工程。截止到2004年10月第三届人类蛋白质组国际大会召开之时,人类蛋白质组计划正式启动的单项行动计划已经达到6项,它们包括:中国牵头的人类肝脏蛋白质组计划(HLPP)、美国牵头的人类血浆蛋白质组计划(HPPP)、德国牵头的人类脑蛋白质组计划(HBPP)、瑞士牵头的大规模抗体计划、英国牵头的蛋白质组标准计划(PSI)、加拿大牵头的模式动物蛋白质组计划。此次大会还接纳了日本提出的糖蛋白质组计划,从而使计划总数达到了7个。
HLPP是国际上第一个人类组织/器官的蛋白质组计划。此计划由中国牵头,目前有16个国家的80余个实验室报名参加。此计划将帮助人类征服对健康威胁极大的肝脏疾病。HLPP由9大研究专题组成,具体研究专题分别由不同国家负责。中国预期投入2亿元国家资金。韩国政府承诺支出1.6亿美元。该计划将在2010年前后完成,绘制出人类肝脏蛋白质表达谱、修饰谱以及定位图、连锁图、结构图,建立样本库、抗体库和数据库。
HPPP是第一个人体体液的蛋白质组计划,由美国科学家吉尔伯特•欧曼牵头,目前有13个国家的47个实验室参加。其科学目标是全面分析人类血浆和血清的蛋白成分;确定不同人种血浆蛋白质的差异程度。
HBPP是对人体最复杂的组织——脑的蛋白质组进行研究的一项计划。其目标是对人和老鼠的脑蛋白质组进行分析,从而确定其健康、疾病以及老化的状况;提高人们对于神经疾病和老化的认识,以便获得新的诊断方法和治疗方法;进行神经蛋白质组研究等。目前参加HBPP的共有11个国家的100多个研究中心。
PSI是对蛋白质组学的数据表达制定共同标准,以便对蛋白质组学的数据进行比较、交换和验证。目前,PSI已经为蛋白质组学的两个关键领域——质谱分析以及蛋白质与蛋白质的互动制定了标准。
国际人类蛋白质组组织主席约翰•伯杰龙在第三届国际蛋白质组大会上说,人类血浆蛋白质组计划进展顺利;人类肝脏蛋白质组计划是人类器官蛋白质计划中做得最好的;人类脑蛋白质组计划尚在筹备阶段;大规模抗体计划产生的抗体为其他项目提供支持;蛋白质组标准计划的任务是汇集所有项目的数据,建立标准化的研究模式。他特别提到,日本新提出的糖蛋白质组计划是所有计划中难度最高的。
(二) 人类基因组单体型图计划进展顺利
完成人类基因组计划之后,2003年,美、英、日、加和中国科学家共同发起并开始实施人类基因组单体型图计划,这项计划旨在分析人类不同群体的差异,并在此基础上进一步分析所有与疾病相关的基因序列差异,为21世纪的“个人医学”奠定基础。单体型图是人类基因组的遗传整合图,将使人类对基因组的研究更为全面、有效、准确、经济。
参与单体型图5个国家的任务已经确定:美国31%,日本25%,英国24%,加拿大10%,中国10%。全球目前已经投入1.3亿美元。
截至2004年11月15日,人类基因组单体型图计划已经产出超过8000万个欧裔样品基因型数据,而对亚裔和非裔样品的单核苷酸多态性分型正在进行。预计到2005年上半年,科学家将完成三个族裔全部样品第一阶段的单体型图构建。2005年底,第二阶段即更高密度的人类基因组单体型图将全部完成。
(三) “表观基因组学”先进研究网络开始启动
2004年9月,由欧洲6个国家25个重量级研究所组成的“表观基因组学”先进研究网络,在捷克的首届“表观基因组学”大会上启动。
科学家们发现,可以在不影响DNA序列的情况下改变基因组的修饰,这种改变不仅能够影响个体的发育,而且还可以遗传下去。这种在基因组的水平上研究表观遗传修饰的领域被称为“表观基因组学”。这门学科的出现使人们对基因组的认识又增加了一个新视点:对基因组而言,不仅仅是序列包含遗传信息,而且其修饰也可以记载遗传信息。
表现基因组学研究网络计划用5年时间,建立欧洲科研合作平台,并确定最前沿的科研选题。新的研究网络将使有关研究力量进一步整合和增强,并将得到欧盟1250万欧元的资助。