基因：从遗传学到后基因组学
The Gene:
From Genetics to Postgenomics
作者：Hans-Jörg Rheinberger , Staffan Müller-Wille, et al
出版社：University of Chicago Press
索书号：Q3/R469(-)/2017/Y
ISBN：9780226510002
藏书地点：武大外教中心
基因（遗传因子）是产生一条多肽链或功能RNA所需的全部核苷酸序列。基因支持着生命的基本构造和性能。储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等过程的全部信息。环境和遗传的互相依赖，演绎着生命的繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。生物体的生、长、衰、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。基因也是决定生命健康的内在因素。因此，基因具有双重属性：物质性（存在方式）和信息性（根本属性）。
19世纪60年代，奥地利遗传学家格雷戈尔·孟德尔就提出了生物的性状是由遗传因子控制的观点，但这仅仅是一种逻辑推理。20世纪初期，遗传学家摩尔根通过果蝇的遗传实验，认识到基因存在于染色体上，并且在染色体上是呈线性排列，从而得出了染色体是基因载体的结论。1909年丹麦遗传学家约翰逊（W. Johansen，1859～1927）在《精密遗传学原理》一书中正式提出“基因”的概念。
但DNA如何储存并表达遗传信息，仍不得而知。这个问题引起了很多物理学家的兴趣，1945年，薛定谔出版了一本著作《生命是什么》，书中提出了遗传密码的概念。1953年4月25日是遗传学史上最值得纪念的一天，这一天，英国的《自然》刊登了沃森和克立克的合作成果，他们提出了DNA的双螺旋结构模型，这一天是分子生物学的诞生日。1954年，物理学家伽莫夫提出三联体密码的概念，1961年，尼伦伯格和马太利用三联体密码合成了由苯丙氨酸组成的多肽长链，到1963年，64种遗传密码的含义全部得到了解答，形成了一部密码辞典。由此科学家们认为：基因是DNA分子的一个个片断。可是，DNA只存在于细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质中进行的，是什么东西把细胞核中的遗传信息转达到了细胞质中呢？信使RNA和转运RNA的发现给这个问题提供了答案，1958年克立克提出的“中心法则”很快得到了证实。
20世纪50年代以后，随着分子遗传学的发展，尤其是沃森和克里克提出DNA双螺旋结构以后，人们进一步认识了基因的本质，即基因是具有遗传效应的DNA片段。研究结果还表明，每条染色体只含有1～2个DNA分子，每个DNA分子上有多个基因，每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。自从RNA病毒发现之后，基因的存在方式不仅仅只存在于DNA上，还存在于RNA上。由于不同基因的脱氧核糖核苷酸的排列顺序（碱基序列）不同，因此，不同的基因就含有不同的遗传信息。1994年中科院曾邦哲提出系统遗传学概念与原理，探讨猫之为猫、虎之为虎的基因逻辑与语言，提出基因之间的相互关系与基因组逻辑结构及其程序化表达的研究。
人们越来越意识到DNA的重要性，如果我们能够搞清楚人类的基因序列图，搞清楚基因和生物性状的关系，那么我们就可以对其遗传和变异进行控制。因此，基因测序工作在二十世纪七十年代起步了，七十年代，科学家们已开发成功能每天拼出50万个碱基的自动化测序机械。1985年有人提出了一个让世界震惊的想法：给人类的全部基因列一个目录，1990年《人类基因组计划》开始实施，现在已经完成，我国也承担了1%的工作。接下来的工作便是弄清人类基因库中变异的频率及其与疾病的关系。
在二十世纪的生命科学中，没有几个概念比基因的概念更重要。然而，此时此刻，遗传学领域正在经历彻底的概念变革，转而主张更系统的观点。人类基因组计划已开始进入由结构基因组学向功能基因组学过渡转化的过程。后基因组时代，亦称为功能基因组学时代，以揭示基因组的功能及调控机制为目标。这本书把读者带上了一个逻辑进程，揭示了一个概念的演变。作者的写作水平既能让遗传学领域以外的人理解，又能承载学术影响力。它们结合了广泛的遗传学历史和我们目前对基因的看法的更实质性的评估。
人类基因组图揭示了人类遗传的机密，而对生命活动起调节作用的是蛋白质。与基因组相比，蛋白质的结构和功能更精彩，人的生命活动和健康的维护，最终要靠蛋白质的解析得到解决，这就是即将兴起的后基因组学，或称蛋白质工程。
基因组学实际上是为功能基因组学做准备，一旦功能基因组学进入实质性的发展阶段，人类将可以从中获得更大的利益。功能基因组学的任务是进行基因组功能注释，了解基因的功能，认识基因与疾病的关系，掌握基因的产物及其在生命活动中的作用。在使用全局方法进行研究时，研究人员同时检测大量基因的表达水平，从而在整体水平上获得关于基因功能及基因之间相互作用的信息。如果说生物信息学在HGP中的着重点是基因组序列的话，那么在功能基因组中，生物信息学的着重点则是序列的生物学意义，基因组编码序列的转录、翻译的过程和结果，着重分析基因表达调控信息，分析基因及其产物的功能。在功能基因组时代，应用生物信息学方法，高通量地注释基因组所有编码产物的生物学功能是一个重要的特征。功能基因组学的研究主要包括以下几个方面的内容，并且这几方面都与生物信息学密切相关。（1）进一步识别基因，识别基因转录调控信息，分析遗传语言。（2）注释所有基因产物的功能，这是基因组功能注释的主要层次。序列同源性分析、生物信息关联分析、生物数据挖掘是进行功能注释的主要生物信息学手段。（3）研究基因的表达调控机制，研究基因在生物体代谢途径中的地位，分析基因、基因产物之间的相互作用关系，绘制基因调控网络图；（4）比较基因组学研究，在基因组水平对各个生物进行对照比较，可以揭示生命的起源和进化、发现蛋白质功能。
关于基因的概念已经有了很多解释，我们真的需要更多吗？读了这本莱因伯格和穆勒-威利的书后，答案是肯定的。这本书以非常精确和简明的方式涵盖了所有你需要知道的关于基因概念的知识。他们的目的是通过追踪基因概念的历史，帮助我们更好地理解不断变化的基因概念。几乎就像在侦探史上一样，读者被寻求答案的科学问题一章接一章地向前推进。
在后基因组时代，在核苷酸层面已经进行了广泛的研究。大规模的功能基因组、蛋白质组以及代谢组的研究计划已经成为新的热点，生物信息技术是后基因时代的核心技术。2014年6月10日，中国人类蛋白质组计划在军事医学科学院召开第一次工作部署会，这标志着中国蛋白质组计划全面启动实施。从全国后基因组的研究情况来看，基因测序从2008年开始SCI发表量以每年超过20%的增长率增长，从2013年到现在已经有约15000篇的文章发表，蛋白组有约9000篇发表，代谢组有约3000篇发表，我们已经处在了后基因组时代，同时我们也在创造“下一个”后基因组时代。
本书目录
1.基因：不断变化的概念
2.19世纪的遗产
3.孟德尔的发现
4.从互交到定位：经典基因概念
5.经典遗传学突破上限
6.基因的分子的组装与去组装
7.基因组的发展与演化
8.基因科技的成套工具
9.后基因组学，系统生物学，合成生物学
10基因的未来展望
朱旺 武汉大学生命科学学院 硕士研究生