人类基因组计划研究及其意义
人们回顾过去20世纪一百年中所取得的辉煌成就时,最激动人心的伟大创举之一就是和“曼哈顿的原子弹计划”、“阿波罗人类登月计划”一起被誉为本世纪科学史上三个里程碑的“人类基因组计划”
年6月26日是人类生命科学史上一个值得纪念的日子，美国总统克林顿在白宫宣布，人类基因组工作草图已经绘出，人体全部基因的初步测序研究工作完成。这项重大研究成果标志着人类在研究自身的过程中迈出了关键的一步。
现在大家对人类基因组计划（HumanGenomeProject，HGP）比较熟悉，通常将HGP与阿波罗等月计划和曼哈顿原子弹计划相提并论，生物学家则强调HGP这是人类系统认识自我的最为宏大的科学工程，是人类第一次系统、全面地解读和研究人类遗传物质DNA的全球性合作计划,从重大科学意义、经济效益和社会效益方面来看,HGP无疑是这三者中最突出的，其意义远远大于人类登上月球和原子弹爆炸。
那么究竟什么是使人如此重视的HGP呢？
我们知道所有生物的遗传物质是DNA，它的总和就是基因组，就人类基因组而言，指合成有功能的人体各类细胞中蛋白质及或多肽链和RNA所必须的全部DNA顺序和结构，人体遗传物质综合就是人类基因组，由大约30亿碱基对组成，分布在细胞核的23对染色体中。人类基因组计划是测定人类基因组的全部DNA序列，从而解读所有遗传密码，揭示生命的所有奥秘。
诺贝尔奖获得者杜伯克于年在《科学(Science)》杂志上发表的一篇短文中率先提全面解剖人类基因组的计划。年，该计划正式获得美国国会批准，并于年10月1日/st1:chsdate正式启动。其总体规划是：拟在15年内至少投资30亿美元，进行对人类基因组的分析。不久，该计划发展成一个由多国政府支持的国际项目，先后有美、英、日、德、法及中国等6个国家参加。HGP其最初的目标是，用15年时间（-），构建详细的人类基因组遗传图和物理图，确定人类DNA的全部核苷酸序列，定位全部基因，并对其他生物进行类似研究。年，又增加了人类基因的鉴定和分离的内容。其终极目标即：阐明人类基因组全部DNA序列；识别基因；建立储存这些信息的数据库；开发数据分析工具；研究HGP实施所带来的伦理、法律和社会问题。年,人类基因组计划增加了基因组多样性研究的内容,强化了功能基因组研究技术平台体系。
美国政府资助的HGP由国家卫生研究院（NIH）和能源部承担。目前，有美国、德国、日本、英国、法国、中国6个国家的科学家正式加入了这一计划。由于人类基因组计划深远的影响和潜在的经济价值,除了早期的政府介入外,时至今日,世界上几乎所有的大大小小的医药公司,基因组研究公司甚至毫无关系的其它公司都涉足到人类基因组研究中,其中比较有影响力的包括美国HGS公司,Incyte公司和Celera公司.在人类基因组研究的热潮中,无形之中形成了一场没有硝烟却异常激烈的基因争夺战.政府和企业之间,发达国家之间,发达国家和发展中国家的基因争夺战亦愈演愈烈,加速了人类基因组计划研究的进程.人类基因组计划研究的预期进度表不断提前.年对原计划进行了修改，宣布提前两年即将原定于年完成的测序任务提前到年完成，将“人类基因组DNA序列图”完成时间再提前到年6月。
我国人口占世界人口总数的22%，是一个多民族的群体，我们丰富的人群遗传资源是研究人类基因组多样性、人类进化以及人类疾病相关基因的宝贵材料。国家高技术发展计划(计划)自年开始就注意资助研究基因组的有关技术，我国的人类基因组计划正式启动于年。年，国家人类基因组南方和北方研究中心和北京华大基因组研究中心相继成立。年9月，我国基因组研究的上述3个中心共同承担了国际人类基因组大规模测序任务的1%。这一事件向世界表明，作为参与该任务的唯一的发展中国家,我国人类基因组大规模测序工作已经开始，并具有相当的实力。它代表着中国科学家在未来的基因工程产业中占有一席之地。在这个划时代的里程碑上，已经刻上了中国人的名字。通过参与这一计划，可以分享数据、资源、技术与发言权，最终来开发我国自己的基因资源。”
HGP的实施将极大地促进生命科学领域一系列基础研究的发展，阐明基因的结构与功能关系、生命的起源和进化、细胞发育、生产、分化的分子机理，疾病发生的机理等，人类6千多种单基因遗传性疾病和严重危害人类键康的多基因遗传易感性疾病(如心血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病等)的发病机制有望得到彻底阐明,为这些疾病的早期预防、诊断和治疗奠定坚实基础,为医药产业带来翻天覆地的变化；促进生命科学与信息科学、材料科学和与高新技术产业相结合，刺激相关学科与技术领域的发展，带动起一批新兴的高技术产业；基因组研究中发展起来的技术、数据库及生物学资源，还将推动对农业、畜牧业、能源、环境等相关产业的发展，改变人类社会生产、生活和环境的面貌，把人类带入更佳的生存状态。
以测序为主要内容的HGP已经完成，HGP已经进入了以基因功能研究为主的功能基因组学研究中，衍生了一系列基因组学研究计划，这些包括疾病基因组学、比较基因组学、基因组多样性（单倍型）、肿瘤基因组学、环境基因组学等。甚至诞生了以基因组学研究思路相同和研究策略类似的蛋白质组学、代谢组学、生理组学、化学组学个系统生物学等，总之，系统全面认识人体奥秘的战争已经方兴未艾，越演越烈，勿庸置疑，HGP是集先锋和基础，扮演了最为重要的角色。
在未来10—20年里，人类将解读所有模式生物、模式基因组和代表生物的遗传密码。截至年4月15日，国际人类基因组计划已对29种微生物、面包酵母、大肠杆菌、果蝇、线虫、水稻、鸡、小鼠和大鼠进行了测序。人类基因组计划还对几十种病原微生物的基因组进行了序列测定，如与胃病发生密切相关的幽门螺杆菌，引起肺病的结核杆菌和引起梅毒的螺旋体等等基因组测序都已完成，为阐明这些疾病发生的分子机理，设计诊断、治疗和预防的新方法提供了可能性。
利用人类基因组工作草图，人们将更容易、更彻底地理解基因对人类生、老、病、死的作用，使征服疾病、延年益寿和提高人类生命质量等成为可能。根据许多常见病致病基因的排序、定位及其基本作用等信息，科学家就可以找出包括癌症、老年性痴呆症、心脏病等在内的许多人类顽症的病因，有针对地筛选与设计新药；甚至可以根据病人的基因图谱选择或研制相应的药物，纠正基因组中可能出现的遗传缺陷，如矫正胎儿的疾病等，进行基因层次上的诊断与治疗。随着基因研究的深入，人类可以在分子水平上进行人体组织的再生治疗，甚至在病发前治愈疾病，控制人类“衰老”与“长寿”基因，保证人类健康长寿。人类基因图谱绘成后，科学家将深入研究与各种疾病有关的基因、疾病基因与其他基因及环境的相互作用等。
他预计，到年或年，基因疗法将成为一种普通的治疗方法。“破译基因组密码的意义就如同在发明电脑的年代，没有人能想象到今天的计算机以及网络如此发展，21世纪将是生物技术的时代，将是基因的时代。”
蛋白质组学研究的意义
随着人类基因组计划的实施和推进，生命科学研究已进入了后基因组时代。在这个时代，生命科学的主要研究对象是功能基因组学，包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。尽管现在已有多个物种的基因组被测序，但在这些基因组中通常有一半以上基因的功能是未知的。目前功能基因组中所采用的策略，如基因芯片、基因表达序列分析(Serialanalysisofgeneexpression,SAGE)等，都是从细胞中mRNA的角度来考虑的，其前提是细胞中mRNA的水平反映了蛋白质表达的水平。但事实并不完全如此，从DNAmRNA蛋白质，存在三个层次的调控，即转录水平调控(Transcriptionalcontrol)，翻译水平调控(Translationalcontrol)，翻译后水平调控(Post-translationalcontrol)。从mRNA角度考虑，实际上仅包括了转录水平调控，并不能全面代表蛋白质表达水平。实验也证明，组织中mRNA丰度与蛋白质丰度的相关性并不好，尤其对于低丰度蛋白质来说，相关性更差。更重要的是，蛋白质复杂的翻译后修饰、蛋白质的亚细胞定位或迁移、蛋白质－蛋白质相互作用等则几乎无法从mRNA水平来判断。毋庸置疑，蛋白质是生理功能的执行者，是生命现象的直接体现者，对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制。蛋白质本身的存在形式和活动规律，如翻译后修饰、蛋白质间相互作用以及蛋白质构象等问题，仍依赖于直接对蛋白质的研究来解决。虽然蛋白质的可变性和多样性等特殊性质导致了蛋白质研究技术远远比核酸技术要复杂和困难得多，但正是这些特性参与和影响着整个生命过程。
传统的对单个蛋白质进行研究的方式已无法满足后基因组时代的要求。这是因为：(1)生命现象的发生往往是多因素影响的，必然涉及到多个蛋白质。(2)多个蛋白质的参与是交织成网络的，或平行发生，或呈级联因果。(3)在执行生理功能时蛋白质的表现是多样的、动态的，并不象基因组那样基本固定不变。因此要对生命的复杂活动有全面和深入的认识，必然要在整体、动态、网络的水平上对蛋白质进行研究。因此在上世纪90年代中期，国际上产生了一门新兴学科－蛋白质组学（Proteomics），它是以细胞内全部蛋白质的存在及其活动方式为研究对象。可以说蛋白质组研究的开展不仅是生命科学研究进入后基因组时代的里程碑，也是后基因组时代生命科学研究的核心内容之一。
多糖组学的研究与意义
生命最重要的三大组学就是“蛋白组学”、“基因组学”和“多糖组学”。但是，有医学权威认为：21世纪，轰轰烈烈的蛋白质时代势必要让位于活性多糖时代，活性多糖必将成为人类重要的健康卫士！
其中，蛋白组学在预防和治疗疾病的过程当中起到了很重要的作用，但是，蛋白质本身并不具备任何的药理活性，需要加入抗生素，而抗生素在起到消炎、杀菌、镇痛作用的同时，也对人体的有益细胞造成了一定的损害。比如杀死了人体的免疫细胞、球蛋白细胞等。
而基因组学只能为一些疾病提供诊断的方法，例如，在一位女性身上发现了一种基因（OncotypeDX），就能评估其乳腺癌的高发性或复发的可能性高，这就有助于医生获得更多的诊疗信息并进行个性化治疗。
因此，在21世纪，随着医学模式从治疗型向预防型转变，人类开始崇尚回归自然，在国际上掀起了对天然植物中的活性多糖的研究高潮。
华裔科学家高益槐教授对活性多糖就有着深入的研究，并且在美国权威杂志《Science》杂志上，发表了数篇关于活性多糖方面的论著。
活性多糖，是指具有某种特殊生理活性的多糖化合物，它进入人体后不会被消化、分解，而是与细胞膜上的受体结合，从而能产生药理活性。
活性多糖和传统意义上的多糖有所不同，日常所见的多糖，是由多个糖原单位组合而成，只有营养作用的多糖，就比如日常吃的馒头、面包、米饭中的多糖，这类多糖叫做淀粉多糖，属于营养多糖，只有营养作用而没有药效作用，化学结构是直线型的，称为“α型多糖”。具有药理活性的“活性多糖”，称为“β型多糖”，它们的化学结构是三维螺旋状的立体结构，具有丰富的药理活性，而且不能被淀粉酶所分解，因此能再人体内发挥药效作用，主要存在于食用菌、药用菌里面，比如香菇多糖、灵芝多糖、茯苓多糖、虫草多糖等。
我们一起来看看“活性多糖”对人体健康有着哪些重要的作用：1、免疫调节
活性多糖不仅能使过低的免疫能力提高，而且能压低亢进的免疫系统，还能平衡紊乱的免疫系统功能。2、修复细胞膜
因为活性多糖的结构和人体细胞膜上多糖的结构非常相似，有很好的修复作用。3、抗肿瘤
自身免疫功能的低下或失调是肿瘤发生并扩展的重要原因。活性多糖本身不具备抗癌能力，但它是最佳的免疫功能调节剂和激活剂，它可显著提高机体的免疫功能，从而增强患者自身的抗癌能力，成为抗肿瘤、防癌以及癌症生物治疗之优选。特别是真菌多糖，对人体几乎没有任何毒副作用，而这种无毒性的免疫活化剂的优点，恰恰是许多肿瘤化疗药物和其它免疫促进剂都不具有的。因此，对于活性多糖这种无毒性的免疫活化剂，世界权威杂志《科学》、《科学美国人》、《科技速评》提出：“活性多糖是人类健康和战胜肿瘤的最终出路。”4、抗衰老
活性多糖能促进调节免疫功能；能调节代谢平衡，促进血清、肝脏和骨髓的核酸及蛋白质的生物合成；能显著提高超氧化物岐化酶（SOD）活性，清除自由基，防止脂质过氧化，通过这几方面起延缓衰老作用。5、对肝的保护作用
科学家们做了这样的实验，给小老鼠注射一种物质叫做四氯化碳，造成它的肝损伤，然后用灵芝多糖、香菇多糖、姬松茸多糖的混合体去治疗，30天后，肝损伤消失，小老鼠恢复正常。这说明，某些多糖对肝脏的损伤有保护作用。它们能修复受损的肝细胞膜；促进干扰素形成，发挥抗病毒功效；对肝硬化有防护作用。6、对心血管的保护作用活性多糖具有平衡血脂、预防动脉粥样硬化板块的形成；可使收缩的血管扩张、促进微循环，以辅助降血压；还改善心肌微循环，增强心肌氧和能量的供给，因此对心血管有一定的保护作用。7、对胃肠道的保护作用活性多糖能够修复强化和重建胃肠道消化系统，重建肠道防御与攻击系统的平衡；对受损胃肠进行修复，能迅速营养和修复受损胃肠粘膜，促进溃疡愈合；调整失衡的胃肠免疫系统。8、辅助降血糖活性多糖通过修补胰岛细胞膜，增强胰岛素受体的敏感性，促进胰腺血液循环，促进胰岛素分泌等方式起到降血糖的作用。活性多糖还可以增强口服降糖药物的作用，改善症状，尤其对合并症效果好。9、对呼吸系统的保护作用活性多糖能维护呼吸系统的健康，通过提高支气管粘膜非特异性免疫功能，以对抗病原体，具有祛痰、平喘、抗炎作用。10、调节神经系统活性多糖能够直接进入我们人体的神经细胞，对神经系统起到镇静阵痛的作用，对失眠的病人效果好，此外还有辅助抗菌抗病毒的作用（天然抗生素）。
总之，活性多糖的功效很多，如抗自由基氧化、促进造血系统功能、抗辐射、提高性能力等等。
活性多糖是大自然赐予人类的最珍贵、最具药效作用的精华。医学上对细胞的修复即细胞自治，最推崇的方法就是采用以多糖药物为代表的生物反应修饰剂，因而，多糖的开发，也被生物医药行业公认为是继蛋白质和核酸之后的第三条生命线！
因活性多糖的最佳种类是“真菌多糖”，因此科学家们语言：“21世纪是真菌多糖之世纪。”
关爱健康、呵护生命，
传继绝学、启迪智慧，
成人达已、富贵康宁。
