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Genomica in Cina

Dieci anni fa, i cinesi Centro Nazionale del Genoma Umano a Shanghai (Centro Sud, qui di seguito) è stato istituito nel HiTech Zhangjiang Parco del distretto di Pudong a Shanghai.

Per commemorare questo importante evento, che segna l'inizio dell'era genomica in Cina, abbiamo appositamente organizzare una serie di mini-recensioni per questo numero speciale. Ci auguriamo che questo sforzo possa attirare l'attenzione dei lavoratori cinesi life science ricerca per recuperare collettivamente la storia breve ma fecondo del progetto genoma umano e coordinatamente esplorare la tendenza e l'obiettivo dello sviluppo futuro di questa disciplina accademica in Cina.

Già alla fine del 1980, la ricerca cinese ad alta tecnologia e Programma di Sviluppo, che è anche conosciuto come il Programma 863, finanziato gli scienziati di Fudan University (a Shanghai) per la costruzione della libreria del DNA umano per saltare malattie genetiche legate mappatura fisica. E 'stato probabilmente il primo progetto di ricerca sul genoma umano legate supportata da una fonte di finanziamento nazionale. Dopo il 1991, Fudan University, Ruijin Hospital e il Cancer Research Institute di Shanghai sono stati tutti finanziati dal Programma 863 in successione, di sviluppare la tecnologia genomica per mezzo della genetica molecolare, e per studiare le malattie genetiche tra cui il cancro per mezzo di genetica medica. Nel frattempo, gli scienziati di Pechino come quelli presso l'Istituto di medicina di base, Accademia cinese di Scienze Mediche anche sviluppate in modo indipendente il raro enzimi di restrizione taglia come Not I e Sfi io per facilitare l'analisi dei frammenti di DNA di grandi dimensioni del genoma umano, al fine di mappa fisica costruzione. Questi sforzi iniziali e il progresso è diventato veramente "la scintilla di un fuoco" e la ricerca sul genoma umano è stato così avviato.

Nei primi anni 1990, con particolare attenzione la sequenza totale e annotazione del genoma umano completo, come sua missione fondamentale, il Progetto Genoma Umano (HGP) è stato avviato sotto la guida degli Stati Uniti Tuttavia, la risposta iniziale in Cina è stata, invece, a partecipare nel Progetto Genoma Rice International, guidata dal Giappone. Le ragioni che stanno dietro erano evidenti. Prima di tutto, per la Cina, il più grande paese in via di sviluppo al mondo, la sicurezza alimentare è la preoccupazione principale e il riso è l'alimento principale base per i cinesi. In secondo luogo, il riso, una coltura diploide, con la sua dimensione del genoma relativamente piccolo (circa 400 Mb), è un bel modello degli impianti monocotiledone. In terzo luogo, nel corso degli anni, gli scienziati cinesi hanno accumulato una grande quantità di esperienze nella ricerca di base e applicata di riso, e ha raggiunto progressi significativi in ​​allevamento riso e studi di fisiologia, in particolare, per il riso ibrido, un modello di "rivoluzione verde" . Ispirato da queste idee, sia la centrale ei governi municipale di Shanghai sostenuto il sequenziamento del DNA esperto HONG Guo-Fan, che ha appena tornato in Cina dal laboratorio di Sanger, di avviare il progetto genoma del riso nel 1992 e gli sforzi cinesi di riso sequenziamento del genoma e ricerca erano così, di cui il suo lungo viaggio.

Nel frattempo, i genetisti cinesi lungimiranti medici erano ancora promuovere l'avvio di un progetto genoma umano in Cina. Accademico WU Min, a quel tempo, il direttore del Dipartimento di Scienze della Vita, la National Natural Science Foundation di Cina (NSFC), fortemente raccomandato l'NSFC comitato di avviare alcuni progetti importanti per la ricerca sul genoma umano. I suoi sforzi sono stati sostenuti dal LIANG accademico Dong-Cai, vicedirettore del Comitato NSFC e del Dipartimento di Scienze della Vita, e quindi, il primo grande progetto del genoma umano in Cina è stato finanziato per studiare le variazioni genetiche tra le 56 nazionalità cinese. Nel frattempo, gli scienziati cinesi che lavorano nel campo della genetica medica gradualmente accettato il concetto della genomica, e applicando la tecnologia genomica, hanno effettuato una serie di ricerche e fatto scoperte significative nello studio e nella identificazione di geni-malattia associati, in particolare la clonazione e l'identificazione di geni correlati alla leucemia, tumori solidi (tra cui il cancro del fegato, del colon e il cancro del rinofaringe) e malattie genetiche (come non udenti). Inoltre, sono stati fatti notevoli progressi nello sviluppo di tecnologie per la genotipizzazione del genoma umano e la rilevazione polimorfismo genetico, così come per il tag sequenza espresse (EST) e full-length cDNA clonazione e sequenziamento. Tutti questi risultati notevolmente rafforzato la fiducia degli scienziati cinesi 'e li ha incoraggiati a esplorare ulteriormente il genoma umano. D'altra parte, hanno reso le persone percepiscono e apprezzano i cinesi risorse genetico umano, per la loro abbondanza nella popolazione (più di 1 miliardo) con 56 nazionalità e numerosi gruppi etnici relativamente isolati. Se abbiamo attivamente raccogliere e sfruttare le risorse con intelligenza nella ricerca, insieme alla HGP, saremo in grado di rendere obbligatorio e grandi contributi al campo della salute umana, in particolare a coloro orientale per scopo medico.

Con questo background scientifico e storico, nel luglio 1997, il TAN accademico Jia-Zhen una petizione al governo centrale, facendo appello per la tutela delle risorse genetiche cinese, e ha proposto di stabilire il centro nazionale genoma umano per accelerare la ricerca del genoma umano in Cina . Questa petizione attirato grande attenzione da parte del Comitato centrale del partito e il Consiglio di Stato. Jiang Ze-Min, il Segretario Generale del Partito e il presidente della Repubblica popolare cinese, ha scritto: "Uno, che non pensa abbastanza avanti, inevitabilmente, possono avere problemi a destra-a-way Dobbiamo amare la nostra genetica. risorse ". Così, la Shanghai Human Genome Research Center, co-sponsorizzata dal Ministero della Scienza e della Tecnologia, Governo Municipale di Shanghai, Pudong District, Zhangjiang High-Tech Park, e sei istituti di ricerca a Shanghai, è stata fondata il 4 marzo 1998. Il 20 ottobre 1998, il centro è stato inaugurato ufficialmente il Centro Nazionale cinese Human Genome a Shanghai (abbreviato come il Centro-Sud), diventando così il primo centro nazionale di ricerca situato nel Zhangjiang Hi-Tech Park di Pudong District. L'accademico Chen Zhu ha servito come direttore del centro da allora, mentre ZHAO-Ping Guo ha agito come il direttore esecutivo del centro dopo il 2002. Allo stesso tempo, il Centro Nazionale del Genoma Umano a Pechino (Centro Nord) è stato istituito con il sostegno del Ministero della Scienza e della Tecnologia e Pechino Governo Municipale, e la QIANG accademico Bo-Qin servito come direttore. Il "Huada" (cinese Giant / Wash U) Genome Center, diretto da Yang Huan-Ming, è stato anche istituito dall'Istituto di Genetica, CAS. Insieme al precostituito Research Center Gene Nazionale, che è stato istituito con lo sforzo congiunto di entrambi i CAS e la Municipalità di Shanghai per il riso ricerca sul genoma, una sequenza genomica di base e quadro di ricerca costituito in Cina, con Pechino e Shanghai ciascuna dotata di due centri genoma . Il collegamento tra il progetto genoma umano e il progetto genoma del riso è stato ampiamente favorito, che alla fine ha facilitato il successo del progetto genoma del riso.

Il 9 Nazionale piano quinquennale (1996-2000) ha visto nascere, la lotta e il successo della ricerca genomica cinese. Nella fase iniziale del nono piano quinquennale, il comitato scientifico del Programma 863 accuratamente valutato il trend internazionale della ricerca relativa alla salute umana e le malattie e prontamente de-terminata di creare un "progetto chiave" per la ricerca sul genoma umano, e presto aggiornato come un "grande progetto". Il comitato istituito un obiettivo "due l'1%" rispetto al sequenziamento genomico e il full-length cDNA identificazione, rispettivamente, e coordinato gli sforzi del governo di Shanghai e Pechino locali per impostare la nazionale di centri di ricerca sul genoma umano per la più efficace attuazione . Dopo aver acquisito la quota "uno per cento" di sequenziamento del genoma umano, il comitato, insieme al CAS, prontamente rafforzato il sostegno al progetto di sequenziamento. Coordinatamente, il Programma Nazionale di Ricerca di Base chiave, noto come il programma 973, ha avviato un progetto genomica malattia nel 1998, guidata dal CHEN accademici e Qiang Zhu Bo-Qin. Il programma 973 ha continuato a finanziare il progetto nel 2004 sotto il titolo di "biologia dei sistemi per la malattie complesse multi-gene" coordinato da Chen Zhu.

Il progetto genoma umano cinese completamente esemplificato il "caratteristiche cinesi". Per quanto riguarda la progettazione, oltre al già citato "due uno per cento", ha rafforzato la ricerca sulla genomica delle malattie e focalizzato sulla creazione del campione malattia / raccolta di informazioni di rete con l'impegno continuo nella clonazione e l'identificazione di malattie legate geni con l'impiego delle risorse umane genetiche dalla Cina e dall'estero. La salute umana orientata ricerca genomica funzionale, tra cui la bioinformatica, la trascrittomica, proteomica, genomica strutturale e le piattaforme tecnologiche di altri, come gli animali modello, costruzioni biochip, ecc, sono stati tutti sviluppati con il progetto di sequenziamento del genoma umano alla fine del 1990. Sfruttando appieno i vantaggi della tecnologia e delle risorse della ricerca sul genoma umano hanno contribuito a estendere il sequenziamento genomico e di ricerca legati ad altre piante di riso, i microrganismi (pathologens per la medicina e l'agricoltura o batteri importante industria), insetti (baco da seta) e parassiti (Schistosoma japonicum). Nel 2006, i dati originali ed assemblato sequenza genomica di S. japonicum è stato registrato e rilasciato da una pubblica bioinformatica database (http://biodb.sgst.cn). gestito dal bioinformazione Shanghai Technology Development Center, per la condivisione con il consorzio internazionale Schistosoma mansoni. Questa azione ha indicato che la tecnologia genomica analisi delle informazioni di cui aveva un importante passo avanti nella fusione con l'GeneBank internazionali. In sintesi, sebbene la Cina è iniziata in ritardo a sequenziamento genomico, ha raggiunto l'ondata internazionale di genomica funzionale, e le conquiste di cui effettivamente migliorato la ricerca nelle scienze della vita e lo sviluppo delle biotecnologie in Cina.

Per quanto riguarda la politica di finanziamento e la creazione di centri di piattaforma, la Cina ha adottato il modello internazionale inizialmente - l'organizzazione di grande programma scientifico / progetti e l'istituzione di centri per l'attuazione del genoma. D'altra parte, sulla base delle caratteristiche dei sistemi di finanziamento e amministrazione in Cina, vari tipi di modelli operativi per i centri del genoma sono state analizzate al fine di incoraggiare tutte le sezioni delle istituzioni governative di offrire il più fondi possibile, attraverso vari canali. Con l'adozione di questi modelli di finanziamento più sotto la guida dei progetti nazionali, gli scienziati cinesi mobilitato come molto entusiasmo dalla società il più possibile efficiente e integrato nazionale e locale, le risorse governative e sociali e garantito lo sviluppo dei progetti e dei centri. Prendere il Centro Sud come esempio. Durante il periodo di dieci anni dalla sua costituzione, nel processo di completamento di una serie di progetti genoma internazionali e nazionali chiave, il team originale di ricerca mista del centro era temperato, e le capacità dei membri del team sono stati migliorati. Nel frattempo, influenzato dal centro, una serie di "omiche" e sistemi di centri di ricerca biomedica sono stati progressivamente istituiti nel HiTech Zhangjiang Parco di Shanghai. Collaborando con questi centri di ricerca, il Centro Sud è stato realizzando la sua trasformazione da centro piattaforma tecnologica concentrandosi su sequenziamento e la genotipizzazione servizi ad un centro di ricerca impegnato nella all'avanguardia dell'innovazione su bersagli molecolari di identificazione e caratterizzazione per la salute umana e le malattie e la traslazionale ricerca sulla genomica, genetica molecolare e della biomedicina sistemi. Nel frattempo, attraverso il costante miglioramento della sua competitività globale nella scienza e nell'innovazione tecnologica, la funzione di servizio di questa piattaforma di sistemi di ricerca in biologia sta diventando sempre più consistente, e il centro continua a promuovere la formazione e la trasformazione della proprietà intellettuale basati sui risultati di ricerca biomedica.

È un dato di fatto, negli ultimi dieci anni, i progressi della genomica in Cina era una sorta di sviluppo frogleap in termini di scala, la qualità, l'interdisciplinarietà, l'organizzazione e la collaborazione internazionale. La ricerca genomica umana e del riso, i due grandi progetti scientifici nazionali, insieme a una serie di sequenziamento genomico e funzionale analisi genomica, costituisce uno sviluppo senza precedenti nel campo della ricerca delle scienze della vita e lo sviluppo delle biotecnologie in Cina. Per decenni, in particolare da primi anni 1950 al 1970, la genetica molecolare e genetica erano una sorta di ritardo in Cina, in gran parte dovuto alle influenze del Lysenkonism nel 1950-1960 e poi il colpo di "rivoluzione culturale" nel 1960-1970. Fortunatamente, in questo periodo difficile, con la collaborazione di biologi e chimici cinesi, proteine ​​e chimica degli acidi nucleici ottenuto un rapido sviluppo. La sintesi chimica e determinazione della struttura 3D di insulina bovina e la sintesi chimica di lievito alanina-tRNA sono stati raggiunti marcatore terra registrato nella storia scientifica.

In contrasto con la situazione in Cina, dal 1960 al 1980, delle scienze della vita in tutto il mondo è stato guidato dalla genetica e biologia molecolare, cioè lo studio del DNA / RNA e il flusso di informazione genetica (dogma centrale), mentre in Cina queste discipline sono stati gravemente ostacolato, con pochi scienziati come il prof TAN Jia-Zhen essere l'unico scienziato che porta a difendere la teoria di Morgan per un lungo periodo. Questo dovrebbe essere uno dei motivi per cui la scienza della vita in Cina era in gran parte dietro il trend mondiale di sviluppo per decenni. Tuttavia, nei primi anni 1990, con l'entrata "primavera scientifico", gli scienziati vita cinese colto l'occasione storica di HGP al passo con il mondo della scienza d'avanguardia vita e realizzato un frogleap avanti.

Per la prima volta, il concetto di "big science" è stato introdotto grazie cinese delle scienze della vita della comunità per HGP. "Scienze grandi" sono grandi programmi di ricerca scientifica guidata con un obiettivo globale a lungo termine per affrontare i principali problemi scientifici legati allo sviluppo della società umana e dell'uomo. Hanno l'obiettivo di raccogliere importanti dati scientifici e di rendere significative scoperte scientifiche con l'ausilio di multi-disciplinare studi e tecnologie integrate. Un forte legame tra scienze grandi e piccoli è stata creata, nel senso che nell'era genomica, nessun corpo fare scienza piccoli legati alla biologia molecolare, biochimica e biologia cellulare non beneficeranno del set di dati generati da studi umani (ed altri) genomico. Per esempio, proprio a Shanghai, biologi impegnati in studi di biologia molecolare del sistema riproduttivo dei mammiferi, trasduzione del segnale, immunologia, microbiologia, sistema nervoso centrale, l'evoluzione genetica, la patogenesi della leucemia, e così via, erano tutti in qualche modo coinvolti nel lavoro di genomica per certo punto. L'ascesa di altri molecolare "omiche" ulteriormente rafforzato il legame di "big science" e "scienza piccole". Per un tale enorme impatto di questo attacco alla ricerca biologica e lo sviluppo delle biotecnologie, è davvero una rivoluzione.

Studio del genoma umano in Cina ha avviato una nuova fase di interdisciplinarietà nella storia delle scienze della vita in Cina. L'aumento della genomica fatto valere la sua integrazione con altre discipline accademiche, in particolare nelle seguenti tre aree. In primo luogo, l'integrazione con la scienza la tecnologia ha fatto diversi giri di rivoluzione nella tecnologia di sequenziamento del DNA negli ultimi 40 anni, che ha portato direttamente il primo processo sequenza di 4 basi del cos fago ë al programma in corso di sequenziamento dei genomi di un migliaio di persone . In secondo luogo, l'integrazione con la scienza computazionale e la tecnologia informatica ha portato su bioinformatica, che ha sostenuto il sistema di raccolta dati, l'amministrazione, l'annotazione, distribuzione e servizi per la ricerca del genoma, e la piattaforma tecnologica per l'analisi dei dati è stato anche così fissato. In terzo luogo, l'integrazione con la matematica e la statistica ha portato alla nascita della biologia computazionale, che fa pieno uso dei dati genomici e i dati generati da altri "omiche" e poi, li analizza con vari tipi di dati biologici. Esso fornisce scienziati sperimentali con le ipotesi / modelli per la ricerca sulla biologia dei sistemi. In realtà, soprattutto promosso da bioinformatica e della biologia computazionale, le leggi di un sistema di vita complessa può essere decifrato e capito.

Ricerca genomica umana, con la grandezza della "big science" e "grande progetto" e le dinamiche di sviluppo senza precedenti, favorita, in modo straordinario, la collaborazione nazionale e internazionale. HGP in Cina il buon esempio per la "liberazione della mente" nei campi delle scienze della vita. Rende i biologi cinesi per capire qual è il significato di "leader della frontiera scientifica" è e ciò che la "domanda strategico nazionale" è. Ha anche ispirato i biologi cinesi di sfidare i problemi importanti scientifici e di partecipare alla collaborazione internazionale e la concorrenza. Cosa c'è di più, insegna i biologi cinesi come organizzare team scientifici per importanti progetti di ricerca scientifica e di come coordinare in modo efficiente il livello nazionale gli sforzi di ricerca. Nei primi anni 1990, nella mente dei leader del cinese ricerca sul genoma umano, il consenso era stato raggiunto, cioè "Nel prossimo secolo, la Cina sarà uno dei paesi leader nel campo della genomica e scienze della vita. Se non avviare il programma di genomica oggi, stiamo andando a perdere il diritto di voce in 10 anni. Anche se si parte da piccoli, ci sono messe enorme ". Per essere onesti, con dieci anni di lotta persistente e di lavoro duro, teniamo le nostre parole e hanno realizzato la maggior parte di questi obiettivi.

Per richiamare la storia è per un migliore sviluppo nel futuro. Dopo il completamento del sequenziamento genomico e il progetto HapMap, la HGP internazionale è entrato in un assalto-fortificata posizione l'obiettivo di studiare i meccanismi genetici di malattie umane e altri fenotipi. L'avvio di HGP è dovuto alla lezione appresa dal fallimento del progetto di cancro nell'era Kennedy del 1960, mentre il successo di HGP dipende anche la sua influenza su di affrontare il cancro e altre malattie umane complesse. Nel frattempo, facilitata dal piano strategico di grande scienze, l'innovazione della scienza e della tecnologia e la loro industrializzazione, nonché il veloce progresso negli studi interdisciplinari, quali la bioinformatica, hanno preparato il terreno per un nuovo "frogleap grande". Alcuni dei minireviews pubblicato in questo numero analizzare l'andamento futuro della ricerca genomica e il suo impatto scientifico basato sulle prospettive tecniche di sequenziamento genomico, la genotipizzazione e genomica funzionale. Mentre gli altri presenti il ​​significativo cambiamento di strategia di ricerca e tecnologia introdotto dal HGP rispetto al cancro del fegato (epatocarcinoma), immunologia e medicina, microbiologia ambientale e industriale. Le revisioni riflettono i progressi che abbiamo raggiunto, dimostrando che, rispetto alla situazione di dieci anni fa, la nostra capacità di ricerca, esperienza tecnologica e l'intelligenza accademico sono stati notevolmente migliorati. Nel frattempo, ci troviamo di fronte a sfide più difficili di dieci anni fa. Se possiamo imparare dalle esperienze passate, concentrarsi su una direzione corretta, andare avanti con coraggio ma con cautela, con cura organizzare e integrare i gruppi di ricerca, migliorare la gestione sia con la democrazia e la disciplina e duro lavoro per esplorare la verità scientifica, ci essere in grado di progredire più velocemente e più grande. D'altra parte, se noi con arroganza godere del passato, ma ignorano la nuova sfida, o sottovalutare le nostre capacità e di aver paura di innovazione, è possibile che noi possiamo perdere l'opportunità di bene, come detto in questo vecchio proverbio cinese, "novanta miglia è solo a metà strada di un centinaio di miglia di viaggio ".

Confucio una volta ha detto: "Il passare del tempo è come il flusso del fiume, che va avanti giorno e notte, per sempre". Le glorie del passato sono la spinta per il nostro nuovo viaggio, mentre le lezioni del passato ci insegni ad essere più intelligenti. Cina, un Paese in sviluppo socialista, passando da un centinaio di anni di debolezza e povertà, ha bisogno di genomica per dare un contributo storico al ringiovanimento della nazione.

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