重庆市专家破译家蚕基因组(图)

http://www.sina.com.cn 2004年12月11日03:37 重庆晨报

　　12月8日，中国家蚕基因组计划项目主攻专家、西南农业大学教授夏庆友在讲解家蚕基因组。资料照片本报讯（记者王大伦）继去年在世界上率先完成家蚕基因组“框架图”后，我市专家在家蚕功能基因研究和应用方面又取获重大进展，研究论文《家蚕基因组框架图》在美国《科学》杂志上全文刊出。这是继人类基因组中国卷、水稻基因组计划完成后，在基因科学领域取得的又一重大科研成果。

　　据介绍，由我市生物专家向仲怀、夏庆友牵头的西南农大蚕桑学重点试验室，在完成家蚕基因组“框架图”后，对所获得的家蚕基因组进行分析鉴定，共获得了18510个家蚕基因，其中大部分为新发现基因。在此基础上，他们详细研究了与蚕业密切相关的家蚕重要生物学性状相关功能基因，并取得了一系列重要进展。

　　有关专家认为，这表明我国在家蚕基因组研究方面已经居于世界领先水平，也是我市科技工作者乃至西南地区在世界顶级杂志上发表研究论文“零”的突破。同时，将极大提升我市在国内外的学术地位，增强蚕丝产业竞争力。

　　今天，西南农大报告厅将举行庆祝会，来自国家科技部、中科院的领导、专家及部分市领导将出席会议。

　　据悉，西农将奖励研究群体20万元。他在沙发上睡着了家蚕基因组研究，耗费了西农两代人心血。

　　“想到这是和日本人竞争，就没瞌睡了”

　　走进西南农大蚕桑学重点实验室，有一条弧形走廊，走廊墙壁上有这样一段话：“蚕丝与印刷术、火药、指南针齐名，是祖国文化科学的丰碑，丝绸之路至今仍是中华民族文化的象征。随着基因组时代的来临，丝绸之路的背景不再是骆驼和沙漠，而是现代科学技术和基因知识产权的国际竞争。”

　　采访中，实验室一位姓潘的博士说，凡是第一次走进实验室的人，不管是学生、老师，还是校外客人，都要站在这条弧形走廊里，面对墙壁，伫立良久。

　　据了解，尽管我国是蚕丝生产的发源地，丝绸之路也曾是中华民族智慧和文明的象征。但日本人却提出，21世纪的丝绸之路将从日本出发！

　　“想到这是和日本人竞争，就没瞌睡了。”这是中科院院士、西农蚕桑学重点实验室主任向仲怀时常用来鼓励大家的话。这位60多岁的老人，为了破译家蚕基因组，付出了毕生的心血。在三个月的家蚕基因组研究期间，作为主研之一的他竟然也和学生们一起天天吃盒饭。而就在一个多月前，向教授因劳累过度，不得不躺在西南农大校医院的病床上。

　　“老夏太累了，让他休息吧”

　　夏庆友，西南农大蚕桑学重点试验室副主任、家蚕基因组项目主要负责人。这位中年科学家，为了祖国的科学事业，牺牲在国外发展的大好前程，更牺牲了常人本该有的天伦之乐。

　　夏的一位同事告诉记者，3年前，夏教授放弃国外优厚的待遇和良好的工作条件毅然回国的举动为这项研究注入了巨大的动力。有的学生对他的选择感到不理解，而他的回答是：“总有一天你们也会遇到这样的选择，到时你们就理解了。”

　　夏教授的妻子赵萍也是家蚕桑实验室的重要成员，夫妻俩并肩奋斗，却不曾想为此付出了一生无法弥补的代价。今春，正是家蚕基因组“框架图”研究的最后关头，他们16岁的儿子因病重住进了医院，但由于工作太忙，夫妻俩都没有太多的时间去照顾孩子，更别说日夜守候在儿子的病榻前。今年6月，儿子医治无效死亡，永远离开了他们。

　　昨晚7点左右，记者通过各种途径打听到夏教授家的电话，试图采访他，妻子赵萍在电话中告诉记者，夏教授刚下班回家，坐在沙发上睡着了。“老夏太累了，让他休息吧。”

　　记者再也不忍心因采访而叫醒他。夏教授，辛苦了！感谢你！本报记者王大伦家蚕研究防控人类疾病

　　21世纪的“丝绸之路”将再次从中国开始古代丝绸之路的背景是骆驼、沙丘、商旅，21世纪的“丝绸之路”却是以现代科技为核心，以基因组研究为平台，从家蚕入手，找到并构筑一条蚕业技术的突破之路、人类对鳞翅目类农林害虫的根治之路、开发生物药品和防控人类疾病的医学健康之路为主要内容的科技竞争。

　　我国是世界茧业中心

　　中国家蚕基因组计划项目主持人、中国工程院院士向仲怀说，家蚕基因组“框架图”的绘制完成和家蚕基因组功能基因研究，将使我国抢占世界茧丝业发展的制高点，确保我国茧丝生产和出口大国的地位。栽桑养蚕起源于我国，至今已有5000多年的历史。茧丝业一直是我国的优势传统产业，目前我国共有种桑养蚕农户2000万户，每年的丝绸工业产值约700亿元，年创外汇40亿美元，蚕茧生丝年产量和出口量分别占世界总额的70％和80％以上，是世界茧丝业的中心。

　　高效家蚕转基因系统家蚕基因组“框架图”绘制完成一年来，在家蚕基因组信息的支持下，我国科学家不但在家蚕重要生物性状的分子机理研究方面取得了重大进展，而且也在家蚕基因表达图谱、蛋白质组学、比较基因组学等多领域取得了重大突破。特别是建立了高效的家蚕转基因系统，并在家蚕基因沉默等技术重点和难点方面取得了突破性进展。这些成果的取得，为通过生物工程技术利用重要功能基因奠定了技术基础，以此催生新的产业技术的希望将很快被实现。

　　研究有利消除虫害

　　专家解释说，家蚕可视遗传性状丰富，作为实验动物用于科研已经达一个世纪之久，因此遗传背景清楚。这是家蚕被确立为鳞翅目昆虫基因组计划“代表生物”的一个重要原因。

　　粮食作物和森林害虫绝大多数属于鳞翅目，鳞翅目害虫占农业害虫的80％。由于鳞翅目昆虫具有高度的相似性，以一个模式昆虫为代表，解明其基因和特异的功能，就能从害虫的自身弱点下手，研究防虫、治虫的新理论和新技术。而家蚕是鳞翅目昆虫的典型代表和理想的生物学模型，关于它的基础研究对整个鳞翅目昆虫的基础研究成功贡献率达80％以上。通过对家蚕生理、病理、发育、行为和遗传致死基因的研究，从害虫自身入手开发根治害虫基础，可从根本上消除虫害的威胁，在粮食作物和森林害虫防治上取得新突破。

　　研究有望解决人类疾病

　　家蚕在基础生命体系、物质代谢、能量代谢和遗传方式上与人类有很大的相似性。家蚕遗传资源存在大量疾病模型，如癌症模型、糖尿病模型、发育畸形模型等。通过研究这些遗传模型，将在克隆人类疾病控制新基因、研究疾病机理和开发新药物上发挥重大作用，对解决人类疾病、寿命等重大问题具有重要参考价值。

　　家蚕是理想的生物反应器，家蚕体内的丝腺是一个高效率的蛋白质工厂，通过基因组研究，彻底解明茧丝生产的调控机理，可使家蚕生产对人类有益的高纯度药用蛋白质。韩国和日本合作，已在利用家蚕生产治疗高血压、糖尿病等疾病的药物上取得了10余个专利。据新华社家蚕基因组·相关西南农大专家登上《科学》杂志

　　本报讯（记者王大伦）本月10日出版的《科学》杂志发表了以西南农大为第一作者单位的有关家蚕基因组研究的重大成果。这是近百年来我国在《科学》杂志发表家蚕研究论文“零”的突破。

　　据悉，西南农大与中科院北京基因组研究所通力合作，继去年完成家蚕基因组“框架图”后，一年来，经过深入研究，在家蚕功能基因研究和应用中又获得一批重要成果。包括这些重要成果的研究论文《家蚕基因组框架图》在12月10日出版的《科学》杂志306卷5703期上发表。

　　《科学》杂志是世界公认的科学类权威学术期刊。该杂志发表的是全世界最重要和激动人心的研究成果，每年录用的论文数量仅仅占投稿数的6-8％，且这些成果是对自然和理论世界提出的新见解，在世界科学界具有举足轻重的地位。

　　据悉，我国家蚕基因组研究成果登上《科学》杂志，不仅标志着我国在该领域的研究成果得到国际学术界的认可，还进一步确立了我国在家蚕基因组研究方面的世界领先地位。蚕业科学和蚕丝产业将发生革命性变化

　　本报讯（记者王大伦）蚕基因研究意义何在？据了解，丝腺是合成茧丝蛋白质的生物器官，是蚕丝产业的生物学基础。通过分析家蚕基因组和基因表达谱，科学家发现了1874个家蚕丝腺特异基因，其中97％为新发现；发现了丝腺中激素活动的证据；科学家甚至比较了家蚕与被称为“生物钢”的蜘蛛丝的生产者－－蜘蛛的基因构成，发现了它们共同拥有107个基因。

　　随着以下几类重要功能基因的发现，将为家蚕茧丝蛋白质合成、生长、发育调节、免疫和抗性、性别决定等发挥重要作用。

　　发育人工化

　　科学家通过对家蚕基因组序列的分析，发现了87种神经肽激素、激素受体和激素调节相关基因，鉴定出18种对EH敏感的受体和受体型的转录因子。通过研究家蚕基因组，科学家发现了参与发育调控的83个基因，还在家蚕中检测到其他鳞翅目昆虫的翅模式形成基因的18个同源序列。

　　据介绍，激素和受体及发育相关基因是决定家蚕生长发育的关键，其研究的深入将为实现家蚕生长在人为调节下发育，甚至改变传统产业结构，使家蚕更好地为人类服务开拓新的途径。

　　饲养雄蛋化

　　家蚕是雌雄异体生物，正常情况下雌雄各50％。但是由于雌蚕需要利用营养制造蚕卵，其生产效率比雄蚕低。在生产中实现饲养雄蚕化，可使蚕丝产业的整体效益提高20倍左右，这是蚕学家们长久的梦想。

　　通过家蚕基因组的分析，可在家蚕性别控制网络中，获得了参与性别调控的关键基因，为阐明家蚕性别决定机理和实现性别人为控制打下基础。

　　基因将增加蚕农收入

　　体液免疫因子与创伤愈合、内稳态和调节性体液免疫应激是昆虫免疫和防御的重要组成部分。通过家蚕基因组的分析，科学家发现了69个这类基因，包括34个抗菌基因，其中23个为新发现的基因。

　　这些与家蚕抵抗性直接相关的功能基因，是人类培育超强健性新型蚕品种的希望，是增加蚕农收入的新希望。

　　据悉，随着这些基因及功能深入的分析，将彻底突破茧丝蛋白质合成相关基因克隆和研究的瓶颈。我国将在改造丝蛋白质结构，克服丝绸天然加工弱点等重要产业技术的研发方面取得突破。世界蚕业科学和蚕丝产业产生都将发生革命性的变化。家蚕基因组·人物向仲怀

　　向仲怀，1937年7月生于重庆武隆县，大学本科毕业，教授，博士生导师，中国工程院院士。现为国家蚕桑学重点实验室主任。

　　先后任西南农学院助教、讲师、教授，蚕桑系主任，蚕桑丝绸学院院长，校长。

　　历任重庆市科协主席、国务院学位委员会学科评议组召集人，中国蚕学会、中国农学会常务理事，中国遗传学会理事兼动物遗传分会副主任等。被评为国家级有突出贡献的中青年专家、四川省科技界精神文明标兵，享受国家特殊津贴。夏庆友

　　夏庆友，男，重庆市永川人，农学博士。1965年6月3日出生。西南农业大学蚕学与生物技术学院教授，生物技术教研室主任，农业部蚕桑学重点实验室副主任。

　　主要科研成果：培育新家蚕品种一对，获得省部级科学技术成果奖1项，获国家专利1项，参编学术专著1部，在《昆虫学报》、《遗传》、《蚕业科学》、《西南农业大学学报》等学术刊物发表研究论文30余篇。另克隆家蚕新基因20余个，作为中国家蚕基因组计划主要研究人员负责完成的家蚕EST计划，在2002年取得了突破性进展，并建立了世界最大的家蚕DNA序列库。现为国际鳞翅目昆虫基因组计划专家委员会成员。