基因，這個字眼越來越高頻地出現(xiàn)在人們的視線中，在中學生物學課本里，我們就知道基因是位于染色體上，并在染色體上呈線性排列。基因不僅可以通過復制把遺傳信息傳遞給下一代，還可以使遺傳信息得到表達，也就是使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上，從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀，基因具備兩個特性：一是忠實地復制自己，二是基因能夠“突變”。

　　人類只有一個基因組，大約有三萬個基因。1990年美國啟動人類基因組計劃，先后有美、英、日、德、法及中國等6個國家參與，2003年4月人類基因生物樣本庫組序列繪制完成。破譯人類基因組序列這一生命科學成就將促進生物學的不同領(lǐng)域如：神經(jīng)生物學、細胞生物學、發(fā)育生物學等的發(fā)展;醫(yī)學也將從中獲得極大發(fā)展，5000多種遺傳病以及惡性腫瘤、心血管疾病和其它嚴重危害人類的疾病，都有可能得到預防、早期診斷和治療。

　　深圳國家基因庫

　　那么人類通過對基因的進一步研究，基因是如何被測序的呢?探究這些生命密碼將會對人體、生物種群等產(chǎn)生什么樣的影響呢?基因工程與我們的現(xiàn)代生活有什么密切相關(guān)的呢?帶著眾多的疑問和不解，我們走進了國家基因庫，去了解基因這神秘的生命密碼。

　　國家基因庫前的火烈鳥

　　沿著海岸線，穿過梧桐山隧道，我們來到了位于深圳市大鵬半島觀音山腳下的國家基因庫，規(guī)劃總建筑面積達11.6萬平方米，主體工程已建成，于2016的9月22日投入使用。基因庫的主體建筑依山而建，這個外觀仿若巨大梯田的建筑非常具有標志性，面朝大海，三面環(huán)山，與外界相對獨立，每一層建筑都倚著山體的自然坡度建設(shè)，有山體結(jié)構(gòu)的支撐，與自然融為一體。周邊環(huán)境靜謐清新，悠然涼爽，郁郁蔥蔥的林木植被富含負氧離子，溪水邊通體粉紅色的火烈鳥自由自在地顧影流連，宛若世外桃源般。

　　深圳國家基因庫

　　在設(shè)計理念中參考桃花源、梯田、山石、三生(生態(tài)、生產(chǎn)、生活)融合的概念，基因庫主體建筑是一個相對獨立的、層層梯田種植屋面、混凝土本色與垂直綠化相結(jié)合的建筑。“國家基因庫”的LOGO設(shè)計也形象地勾勒出建筑外觀的主體特色。歷時五年建設(shè)，16年9月22日正式對外運營，這是我國唯一的國家基因庫，它是繼美國、日本、歐盟之后，全球第四個建成的國家級基因庫，也是目前為止，全球最大的綜合性基因庫。不同于其它國家的的基因數(shù)據(jù)庫，它還是國際上現(xiàn)有的各類生物樣本庫、數(shù)據(jù)庫、生物多樣性庫、疾病庫等的綜合升級版，國家基因庫的工作并不僅是單純地把基因資源收集起來，更要使其研究成果得以應用到人類健康、疾病、農(nóng)業(yè)、物種多樣性等多個領(lǐng)域。

　　這座外觀呈流線型的建筑，倚山體的自然坡度建設(shè)而成，每一層都相當于第一層，都有山體結(jié)構(gòu)做為支撐，穩(wěn)固性好，可以擺放大型設(shè)備。還有一個非凡之處，就是充分利用臨近的LNG(液化天然氣)碼頭氣化過程中產(chǎn)生的大量冷能，用于冷卻樣品，做到節(jié)能環(huán)保。國家基因庫為樣本貯存提供了四種選擇，分別是4℃冷庫、-20℃冷庫、-80℃冷庫和-196℃液氮儲存，儲存溫度越低，成本越高，不同的樣本選擇不同的“居住場所”。這樣一艘被譽為中國的“諾亞方舟”里，國家基因庫攜帶著“留存現(xiàn)在，締造未來”的使命誕生，在生命科技時代，承載著人類及其他生物的遺傳樣本和密碼。

　　基因庫擁有“三庫”、“兩平臺”，以存儲為主要功能的生物資源樣本庫、生物信息數(shù)據(jù)庫、生物活體庫，“兩平臺”就是數(shù)學化平臺、合成與編輯平臺，它們分別從事基因的“讀”和“寫”，以對海量生物資源的存、讀、懂、寫、用為基礎(chǔ)，促進基因組學在精準醫(yī)療、農(nóng)業(yè)育種、海洋開發(fā)、微生物應用等方面進行探索和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。國家基因庫主任梅永紅這樣說：“通俗地說，就是我們要把全球的生物資源都收集起來，用測序儀讀取萬物的遺傳數(shù)據(jù)，用超級計算機算出結(jié)果，用合成與編輯平臺寫出生命代碼，最后用來為人類服務。”

　　國家基因庫機房

　　基因是遺傳變異的主要物質(zhì)，支配著生命的基本構(gòu)造和性能，儲存著生命孕育、生長、凋亡過程中的全部信息。基因是重生命的源代碼，A、G、C、T四種核甘酸不同的排序方式，組成了個體的基因組。每個細胞中包含約1.5米長的DNA鏈 ，每條鏈由大約十萬個基因組成。生物體上生、長、病、老、死等一切生命現(xiàn)象都與基因有關(guān)。它也是決定生命健康的內(nèi)在因素。因此基因是具有雙重屬性的：物質(zhì)性和信息性。

　　基因庫中主要存儲管理我國特有遺傳資源、生物信息和基因數(shù)據(jù)，這是維系一個民族生存與發(fā)展的命脈工程，服務于國家的戰(zhàn)略需求，提高了我國生命科學研究水平和國際影響力，促進我國生物產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。“高大上”的國家基因庫看似很遙遠，但其實跟每個人都息息相關(guān)。基因研究的主要應用方向也就是人類健康、新型農(nóng)業(yè)、物種多樣性及生態(tài)環(huán)境保護等，具體有以下幾個方面：

　　一、生產(chǎn)領(lǐng)域：人們可以利用基因技術(shù)，生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因食品。轉(zhuǎn)基因技術(shù)為作物改良提供了新手段，同時也帶來了潛在的風險。基因技術(shù)本身能夠進行精確的分析和評估，從而有效地規(guī)避風險。

　　二、軍事領(lǐng)域：基因武器比細菌、病毒等生物武器有更大的威力。

　　三、醫(yī)療領(lǐng)域：隨著人類對基因研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)許多疾病是由于基因結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生改變所引起的。科學家將不僅能發(fā)現(xiàn)有缺陷的基因，而且還能掌握如何進行對基因診斷、修復、治療和預防，這是生物技術(shù)發(fā)展的前沿。

　　四、基因工程藥物：基因工程藥物研究的開發(fā)重點是從蛋白質(zhì)類藥物，如胰島素、人生長激素、促紅細胞生成素等的分子蛋白質(zhì)，轉(zhuǎn)移到尋找較小分子蛋白質(zhì)藥物。小分子藥物在藥理作用的發(fā)揮方面，有明顯的優(yōu)勢。

　　五、農(nóng)作物培育：科學家們在利用基因工程技術(shù)改良農(nóng)作物方面已取得重大進展，這場新的綠色革命的一個顯著特點就是生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)、食品和醫(yī)藥行業(yè)將融合到一起。

　　六、環(huán)境保護：利用基因工程可獲得同時能分解多種有毒物質(zhì)的新型菌種。生物農(nóng)藥代替毒性大、對環(huán)境污染嚴重的化學農(nóng)藥是未來農(nóng)藥發(fā)展的方向。

　　基因技術(shù)用于臨床細胞治療

　　國家基因庫，就是儲存生命信息樣本和數(shù)據(jù)的地方，像我們的“生命銀行”。存儲這些數(shù)據(jù)有什么作用呢?結(jié)果是將來對自己身體變化狀況了如指掌，并且根據(jù)這些數(shù)據(jù)設(shè)計自己的飲食、運動和生活節(jié)奏，“對抗”衰老和疾病。隨著國家基因庫存儲容量的增加，未來將會有更多人可以儲存和掌握自己的健康數(shù)據(jù)，過上更健康的生活。

　　在醫(yī)療健康領(lǐng)域中，基因檢測是通過血液、其他體液、或細胞對DNA進行檢測的技術(shù)。基因檢測可以診斷疾病，也可以用于疾病風險的預測。疾病診斷是用基因檢測技術(shù)檢測引起遺傳性疾病的突變基因。目前應用最廣泛的基因檢測是新生兒遺傳性疾病的檢測、遺傳疾病的診斷和某些常見病的輔助診斷。現(xiàn)階段有1000多種遺傳性疾病可以通過基因檢測技術(shù)做出診斷。

　　三體綜合征的相關(guān)數(shù)據(jù)

　　無創(chuàng)DNA產(chǎn)前檢測相關(guān)數(shù)據(jù)

　　在基因技術(shù)的醫(yī)療應用中，目前深圳所有公立醫(yī)院已開展對孕婦進行新生兒出生缺陷疾病“三體綜合癥”(即21號染色體、18號染色體、13號染色體三大染色體異常)無創(chuàng)DNA產(chǎn)前檢測服務，相比過去的羊水穿刺篩查，無創(chuàng)DNA產(chǎn)前檢測的無創(chuàng)傷性可以避免因為侵入性診斷帶來流產(chǎn)、感染風險，而DNA測序技術(shù)的成熟性能保證技術(shù)的準確率，從而降低生育染色體疾病的患兒風險。

　　華大基因股份有限公司董事長汪建這樣說“如果我們過去的生老病死是聽天由命的話，那么現(xiàn)在可以做到'我的基因我知道，我的健康我做主!'” 試想在基因時代，這樣的未來可期：到醫(yī)院看病，只需自己的基因作為“身份證”和病歷;想“返老還童”，保存完好的干細胞就能輕松搞定，我們在不同階段存進“生命銀行”也就是基因庫的年輕樣本，在我們越老的時候越有用，甚至可能在關(guān)鍵時刻救命。未來精準醫(yī)學方面的發(fā)展和競爭，一定程度上是基因資源的獲得與解析。基因探索研究給人類生命歷程帶來無限可能的想象，基因技術(shù)的重大革新和革命，把現(xiàn)代生命科學推向了一個嶄新的階段。