生物谷報道:美國“分子文庫計劃(MLI)”是在基因時代促進科學發(fā)展的一個大膽計劃,它將為研究探索提供新的路徑,,從而加速科學研究以及將其成果轉化為公共健康服務的進程,。
最近《Science》雜志刊登一篇報道,全面介紹了正在展開的“分子文庫計劃”(The Molecular Libraries Initiative,,簡寫為MLI),。【1】這一計劃是美國國家健康研究院(NIH)醫(yī)學研究指南的一個主體部分,,旨在促進公共部門對小分子數(shù)據(jù)庫的使用,,拓展小分子技術的研究,以便更為深入和廣泛地理解與健康和疾病相關的基因,、細胞及有機體的功能,。MLI由三個部分組成:一是分子文庫篩選中心網絡(縮寫為MLSCN),二是新的公共化合物數(shù)據(jù)庫計劃(PubChem),,三是對化學多樣性,、化學信息、化驗發(fā)展,、篩選儀器使用以及藥物的ADMET(“吸收,、分布、代謝,、排泄與毒性”的縮寫)的預測技術的開發(fā)計劃,。所有研究手段和結論都將對公眾無限制的開放。這項計劃與NIH的兩個基本任務密切相關,。第一是NIH的基礎生物醫(yī)學研究任務――測定人類基因序列組中所有基因的功能和治療潛力,;第二是NIH改善公共健康的任務――加速基礎研究成果轉化為新的治療方法的進程。這項計劃頗為新穎,、意義深遠,,因而成為研究領域中的一個焦點話題。早在去年11月,,生物谷便報道了這一最新進展,,NIH正式啟動了分子文庫計劃,見相關報道:NIH的分子文庫計劃,。
長久以來,,各種限制因素――費用開支(尤其是巨大的資本支出)、專家以及公共與私立部門之間的文化分裂――使小分子的開發(fā)與優(yōu)化技術極大地局限于制藥公司和生物工程公司。而現(xiàn)在小分子的研究手段和技術將會經由MLI即時地分發(fā)進入公共部門,。首先,,人類基因組的排序已經為研究提供了充足的新靶標,而小分子研究手段能夠提升新的基因組研究向生物學和治療學觀察轉化的速度,。小分子是核酸轉化手段(如基因剔除小鼠[knock out mice],、分子干擾核糖核酸[siRNAs])的補充物,它們在結構上呈現(xiàn)出無限的多樣性,。在隔離蛋白質,、細胞或有機體的界定期中能夠影響特定的靶標功能,還能夠發(fā)揮興奮劑或對抗劑的作用,。這類小分子具有藥物功效――篩選潛能,、細胞滲透性和主要生物技能中細微的可逆性調制――的特征,同時它們能夠成為剖析新基因,、新路徑和新細胞的良好研究工具,。其次,人類基因組編碼了2萬至2萬5千個基因和大約100萬個蛋白質,,其中只有500個左右的基因被篩選為當前可利用的小分子靶標,。大部分制藥公司和生物工程公司更重視“藥用基因組”的篩選以待藥物開發(fā),而那些“非藥用”基因組現(xiàn)在就成為了MLI的關注焦點,。第三,,小分子的大型文庫過去并不對學術研究者開放,但隨著組合化學,、高品質化合物文庫的商業(yè)供給者的出現(xiàn),,小分子數(shù)據(jù)庫的開放面拓寬了。與此同時,,機器人技術和信息科學的日新月異也使得對如此龐大的化合物文庫進行篩選和分析成為可能,。所有這些技術進步提供了公共部門對小分子篩選和化學計劃(如MLI)實現(xiàn)的可能性。
MLI中的MLSCN是一個由五至六個高通量的篩選中心所組成的聯(lián)合網絡,,將對研究團體提交的大量化合物(>100,000)的化驗分析報告進行篩選,,保存在一個化合物中心文庫中,并進行最優(yōu)化(這對試管內靶標或化驗顯型研究的化學探針生產是必需的),。所有這些資料將被存放于一個新的公共數(shù)據(jù)庫(PubChem,見下文)中,,探針化合物將向公共與私立部門的所有研究者無保留地開放,,以便用于他們對生物和疾病的研究。MLSCN的第一個篩選中心(NIH化學基因組中心)已經在NIH內部計劃中得到確定,,將在2005年初開始全面篩選,。另一個MLSCN中心將由機構外的基金資助;NIH的申請指南正在修訂中,預計在2005年暮春發(fā)布,。小分子文庫中心安放小分子的篩選總匯,,這個中心的合約已在近日正式簽署。一個由公共和私立部門杰出化學家組成的小組正在決定化合物資料總匯的組成,。
PubChem是一個龐大的化學公共數(shù)據(jù)庫,,已經由NIH的國家生物技術中心建立。它將小分子信息與基因庫等其它數(shù)據(jù)庫相聯(lián)結,,將作MLSCN的公共入口,。MIL將會利用私營生物制藥公司所發(fā)展的工具與技術,但卻與私立部門的企業(yè)具有明顯不同的目標和供應,。例如,,生物制藥公司僅僅注重與藥物有關的化合物的篩選與化驗,而且為了獲取知識產權會將技術過程中的許多信息作為“商業(yè)機密”封鎖起來,。與此相反,,由MIL合成與篩選的化合物在類別上要廣泛得多,而且所有得數(shù)據(jù)將對整個研究共同體開放,。
MIL研究成果將嚴格阻止對其知識產權要求,,因為這種要求會妨礙這些成果的廣泛利用,也違背這項計劃作為“共同體資源”的性質(http://www.bioon.com/),。