邱东茹

中国科学院水生生物研究所，湖北 武汉 430072

分子生物学和基因组学为探索生命的起源和进化带来全新的视角和方法。依据核糖体RNA序列，现存的生命形式被分为3个域 (Domain)，即真细菌、古菌和真核生物。这些生物的遗传物质都是核酸，其基因组大小变化很大，从数十万碱基对到几十亿碱基对不等；所含基因数目则为数百乃至数万。原核生物的基因组较小，基因结构和基因调控网络相对简单。目前有2 000余个原核生物的基因组序列被测定和注释。许多真核生物包括酵母、秀丽线虫、果蝇、拟南芥、杨树、水稻、斑马鱼、小鼠、猩猩和人类自身的基因组测序也已完成。第2代测序技术更大大提高测序的速度和通量并降低了测序成本，如DNA双螺旋结构的发现者、诺贝尔奖得主James Watson和基因组学家J. Craig Venter的个人基因组被测序，个性化医疗很有可能成为现实。这些基因组序列揭开了生命天书的本来面目，但是解读这些天书的意义尚需时日、任重道远。随着技术的进步，以大规模高通量分析为特征的各种组学应运而生，包括基因组学、转录组学、蛋白组学、相互作用组学和代谢组学，将揭示基因组复制、基因转录、翻译和基因调控网络、蛋白质相互作用和物质能量代谢等不同层次的相互关联、错综复杂的生命活动。生物信息学、计算生物学和系统生物学就是为整合和诠释这些海量的数据而产生的，其重要性日益突出。

细胞是生命活动的基本单位，细胞生命的3大特征是维持正常代谢平衡、进行繁殖 (自我复制) 以及进化。……