國(guó)際人類(lèi)蛋白質(zhì)組組織主席Ｊｏｈｎ·Ｂｅｒｇｅｒｏｎ在１０月２７日閉幕的“第三屆國(guó)際人類(lèi)蛋白質(zhì)組大會(huì)”上說(shuō)，正式啟動(dòng)于２００２年底的人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃的目標(biāo)是通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)組的研究,，用大約２０年左右的時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)人類(lèi)基因組序列圖的“解碼”,。
十年功過(guò)
１９８６年３月７日，美國(guó)科學(xué)家,、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者,、腫瘤病毒專(zhuān)家雷托·杜伯克在美國(guó)《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇題為《癌癥研究的轉(zhuǎn)折點(diǎn)——人類(lèi)基因組的全序列分析》的短文。杜伯克在這篇后來(lái)被稱(chēng)為“人類(lèi)基因組計(jì)劃課題標(biāo)書(shū)”的文章中提出的有關(guān)分析人類(lèi)基因組全序列的重要科學(xué)構(gòu)想,，成為日后國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃啟動(dòng)和實(shí)施的重要推動(dòng)力,。經(jīng)過(guò)反復(fù)討論，數(shù)易其稿,，１９９０年美國(guó)國(guó)會(huì)正式批準(zhǔn)了人類(lèi)基因組計(jì)劃,。
實(shí)施人類(lèi)基因組計(jì)劃的目的是破解人類(lèi)自身的遺傳信息之謎，即弄清楚人類(lèi)數(shù)萬(wàn)個(gè)基因的核苷酸組成和位置,，以便將來(lái)人們可從“源頭”,，也就是從基因水平找到疾病的預(yù)防和根治手段。該計(jì)劃的實(shí)質(zhì)性?xún)?nèi)容就是完成４張“圖”,，即基因物理圖,、基因遺傳圖、基因轉(zhuǎn)錄圖和基因序列圖?這４張“圖”也被譽(yù)為“人類(lèi)基因解剖圖”,，科學(xué)家將在這４張圖的基礎(chǔ)上開(kāi)展大規(guī)模的功能基因組,、環(huán)境基因組和藥物基因組學(xué)研究。
人類(lèi)基因組測(cè)序工作從１９９０年１０月１日正式實(shí)施,，到２００１年２月１５日,、１６日《自然》、《科學(xué)》雜志分別公布人類(lèi)基因組計(jì)劃國(guó)際協(xié)作組和塞萊拉公司的測(cè)序草圖,，整個(gè)測(cè)序歷經(jīng)十余年,，一共有六個(gè)國(guó)家的１６所實(shí)驗(yàn)室約１１００多名生物學(xué)家和計(jì)算機(jī)專(zhuān)家參與了這一人類(lèi)有史以來(lái)最為龐大的科學(xué)研究工作。
期間,，私營(yíng)的塞萊拉公司一成立便與國(guó)際人類(lèi)基因組爭(zhēng)搶進(jìn)度,，試圖通過(guò)申請(qǐng)專(zhuān)利來(lái)獲取利潤(rùn)，塞萊拉公司企圖“壟斷”基因的野心迅速遭到了世界各國(guó)政治家和科學(xué)家的強(qiáng)烈反對(duì)，最終未能得逞,，這一插曲成為人類(lèi)基因組計(jì)劃過(guò)程中的一個(gè)不和諧音符,。雖然有人認(rèn)為塞萊拉公司的老板文爾特的工作在一定程度上加快了人類(lèi)基因組計(jì)劃的進(jìn)程，但其功過(guò)是非只能任由后人評(píng)說(shuō)了,。
備戰(zhàn)十載
基因是遺傳信息的攜帶者,，而生物功能的執(zhí)行者卻是蛋白質(zhì)，因而僅僅從基因的角度來(lái)研究生命現(xiàn)象是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,，還必須研究由基因轉(zhuǎn)錄和翻譯出蛋白質(zhì)的過(guò)程,，才能真正揭示生命的活動(dòng)規(guī)律。
蛋白質(zhì)組研究作為功能基因組學(xué)的重要支柱,，是當(dāng)今生命科學(xué)領(lǐng)域的前沿,。蛋白質(zhì)組研究不僅可實(shí)現(xiàn)與基因組的對(duì)接與確認(rèn)，直接揭示生命活動(dòng)的規(guī)律和本質(zhì),、發(fā)現(xiàn)人類(lèi)重大疾病與病原體致病的物質(zhì)基礎(chǔ)以及發(fā)生與發(fā)展的病理機(jī)制,；而且還可廣泛推動(dòng)生命科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科以及分析、信息,、材料等應(yīng)用科學(xué)的發(fā)展,，對(duì)提高人類(lèi)生物醫(yī)學(xué)原始創(chuàng)新能力、重大疾病防治水平具有重要意義,。
“蛋白質(zhì)組”?ｐｒｏｔｅｏｍｅ?一詞源于“ＰＲＯＴＥｉｎ”與“ｇｅｎｏＭＥ”的雜合,，意指“一種基因組所表達(dá)的全套蛋白質(zhì)”，或一種生物,、一種細(xì)胞?組織?所表達(dá)的全套蛋白質(zhì),。１９９４年，澳大利亞的科學(xué)家Ｍａｒｃ Ｗｉｌｋｉｎｓ提出蛋白質(zhì)組概念,。１９９５年,，蛋白質(zhì)組一詞首次見(jiàn)諸報(bào)端。“ｐｒｏｔｅｏｍｅ”?蛋白質(zhì)組?一詞第一次出現(xiàn)在“Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ”雜志上,，明確定義：蛋白質(zhì)組是由一個(gè)基因組，或一個(gè)細(xì)胞,、組織表達(dá)的所有蛋白質(zhì),。
首先倡導(dǎo)“ｐｒｏｔｅｏｍｅ”的兩家澳大利亞實(shí)驗(yàn)室分別掛牌成立了蛋白質(zhì)組研究中心，此后參與蛋白質(zhì)研究的國(guó)家從１９９５年的澳大利亞一國(guó),，發(fā)展到美國(guó),、丹麥、瑞士,、英,、法、日、瑞典,、意,、德等１０國(guó)，國(guó)際著名學(xué)府如哈佛,、斯坦福,、耶魯?shù)染Q身其中。
２０００年,，第一個(gè)完整蛋白質(zhì)組——生殖器支原體蛋白質(zhì)組公布,；同年，美國(guó)啟動(dòng)“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)啟動(dòng)計(jì)劃”,；２００１年,，國(guó)際人類(lèi)蛋白質(zhì)組組織?ＨＵＰＯ?宣告成立；２００２年,，首屆國(guó)際人類(lèi)蛋白質(zhì)組大會(huì)召開(kāi),；也就是在這一年，美國(guó)開(kāi)始實(shí)施“臨床蛋白質(zhì)組學(xué)計(jì)劃”,。
從基因圖止步的地方開(kāi)始,，人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃迄今已開(kāi)展６個(gè)項(xiàng)目：美國(guó)牽頭的人類(lèi)血漿蛋白質(zhì)組計(jì)劃?ＨＰＰＰ?、中國(guó)牽頭的人類(lèi)肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃?ＨＬＰＰ?,、德國(guó)牽頭的人類(lèi)腦蛋白質(zhì)組計(jì)劃,、瑞士牽頭的大規(guī)模抗體計(jì)劃,、英國(guó)牽頭的蛋白質(zhì)組標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃以及加拿大牽頭的模式動(dòng)物蛋白質(zhì)組計(jì)劃,。２００４年１０月２６日又啟動(dòng)了日本科學(xué)家牽頭的糖蛋白質(zhì)組計(jì)劃，使該計(jì)劃總數(shù)達(dá)到７個(gè),。
困難一百倍
雖然人類(lèi)基因組序列圖于２００３年４月２３日宣告完成,，但其中大量基因的結(jié)構(gòu)和功能尚不清楚?？茖W(xué)界認(rèn)為,，通過(guò)對(duì)其編碼產(chǎn)物蛋白質(zhì)組的研究，就可以了解基因序列的密碼信息與遺傳語(yǔ)言,。有人把人類(lèi)基因組計(jì)劃比喻為“讀出”和“讀懂”兩個(gè)階段,。人類(lèi)認(rèn)識(shí)自我的過(guò)程本身也是一個(gè)從讀出到讀懂的過(guò)程。
面對(duì)大量涌現(xiàn)出的新基因數(shù)據(jù),，每個(gè)研究者都不得不面對(duì)這樣一個(gè)問(wèn)題：這些基因編碼的蛋白質(zhì)的功能是什么,？不僅如此，在細(xì)胞合成蛋白質(zhì)之后,，這些蛋白質(zhì)往往還要經(jīng)歷翻譯后的加工修飾,。也就是說(shuō),，一個(gè)基因?qū)?yīng)的不僅是一種蛋白質(zhì)而可能是幾種甚至是數(shù)十種蛋白質(zhì)。包容了成千上萬(wàn)種蛋白質(zhì)的細(xì)胞是如何運(yùn)作的,？或者說(shuō)這些蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)是怎樣工作的,？是如何相互作用、相互協(xié)調(diào)的,？這些問(wèn)題只靠功能基因組研究是不能回答的,。更明確地說(shuō)，蛋白質(zhì)自身特有的活動(dòng)規(guī)律,，如蛋白質(zhì)的修飾加工,、轉(zhuǎn)運(yùn)定位、結(jié)構(gòu)形成,、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)或其它生物大分子相互作用等活動(dòng)的信息,，均無(wú)法在基因組水平上獲知；細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)組成的極其多樣性和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)性動(dòng)態(tài)變化,，也難以在基因組水平上得到反映,。
國(guó)際人類(lèi)蛋白質(zhì)組組織前主席Ｓａｍ·Ｈａｎａｓｈ說(shuō)：“蛋白質(zhì)組計(jì)劃要比基因組計(jì)劃困難１００倍，因?yàn)榛驁D只有一張,，而蛋白質(zhì)圖每個(gè)器官都有一張,。由于沒(méi)有可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)，因此每一個(gè)計(jì)劃中所得出的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)將會(huì)立即與其它計(jì)劃共享,?；蚪M測(cè)序的完成只是相當(dāng)于一座大廈的封頂落成，進(jìn)入這座大廈后還可能遇到許多未知的困難,，并會(huì)發(fā)現(xiàn)和揭示出許多人類(lèi)未知的奧秘,，如蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，以及蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)模擬和預(yù)測(cè)等等,。”
進(jìn)展順利
Ｂｅｒｇｅｒｏｎ在“第三屆國(guó)際人類(lèi)蛋白質(zhì)組大會(huì)上”介紹說(shuō),，最先啟動(dòng)的人類(lèi)血漿蛋白質(zhì)組計(jì)劃進(jìn)展順利；人類(lèi)肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃是人類(lèi)器官蛋白質(zhì)計(jì)劃中做得最好的,；人類(lèi)腦蛋白質(zhì)組計(jì)劃起步稍晚,，尚在籌備階段；大規(guī)?？贵w計(jì)劃產(chǎn)生的抗體為其他項(xiàng)目提供支持,；蛋白質(zhì)組標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃則匯集所有項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，建立標(biāo)準(zhǔn)化的研究模式,。他特別提到，日本科學(xué)家新提出的糖蛋白質(zhì)組計(jì)劃是所有計(jì)劃中難度最高的,。
人類(lèi)肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃負(fù)責(zé)人,、中國(guó)科學(xué)院院士賀福初透露,，人類(lèi)肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃研究進(jìn)展順利，我國(guó)在這一領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先水平,。作為國(guó)際人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃的一個(gè)主要部分,，人類(lèi)肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃于２００３年１２月率先啟動(dòng)，目前,，這一計(jì)劃已有１６個(gè)國(guó)家的８０多個(gè)實(shí)驗(yàn)室參加,。第一階段表達(dá)譜的研究已經(jīng)實(shí)質(zhì)性地在推進(jìn)，不僅已經(jīng)進(jìn)行了表達(dá)譜,，而且還進(jìn)行了連鎖圖的分析,、抗體的分析、生命信息的分析,。肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃第一個(gè)任務(wù)就是建立肝臟蛋白質(zhì)表達(dá)譜?弄清楚肝臟中各種蛋白質(zhì)的類(lèi)型,、濃度以及存在形式，并在此基礎(chǔ)上展開(kāi)對(duì)蛋白質(zhì)功能的研究,，它對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)肝病大國(guó)盡快找到有效治療和預(yù)防肝病的辦法來(lái)說(shuō)意義尤為重要,。
多國(guó)科學(xué)家認(rèn)為：繪制決定生命體多樣性、復(fù)雜性及其功能的蛋白質(zhì)組圖譜,，將使人類(lèi)基因組中絕大部分基因的功能得到闡述和揭示,。人類(lèi)蛋白質(zhì)組研究對(duì)直接揭示生命活動(dòng)規(guī)律和本質(zhì)，發(fā)現(xiàn)人類(lèi)重大疾病發(fā)生,、發(fā)展機(jī)理具有深遠(yuǎn)的意義,，并將廣泛推動(dòng)生命科學(xué)、生物技術(shù)以及信息,、分析,、材料等科技領(lǐng)域的發(fā)展。Ｂｅｒｇｅｒｏｎ教授說(shuō),，“蛋白質(zhì)組計(jì)劃是人類(lèi)前所未有的雄心勃勃的科研計(jì)劃,，２０年后它將獲得巨大的成功。它最大的意義在于證明：科學(xué)研究可以真正以全球合作的方式進(jìn)行,，最大限度地超越利益集團(tuán)和國(guó)界的束縛,。”
