繼人類基因組計劃研究之后,,一項更為宏大、更具挑戰(zhàn)性的生命科學(xué)研究計劃————人類蛋白質(zhì)組研究,,正在全世界各個尖端的生命科學(xué)實驗室里緊張展開,。中國積極參與到這一龐大的科學(xué)研究計劃中來,北京蛋白質(zhì)組研究中心不久前被確立為人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃國際總部,。
啟動這樣一項計劃意義何在,?專家回答,這是一項揭示生命奧秘、直接提升人類生命質(zhì)量的科學(xué)計劃,。
為尋找“鑰匙”而努力
2001年,,是人類生命科學(xué)史上具有里程碑意義的一年,這一年,,人類基因組計劃取得突破性進(jìn)展,,被稱為“生命天書”的人類基因組的全部堿基排列順序測定清楚,但隨即科學(xué)家們卻發(fā)現(xiàn),,人類基因組計劃的完成,,僅僅是閱讀了這部天書中的最初的章節(jié),生命的遺傳奧秘并沒有顯露無遺,。
原來,,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),遺傳信息并不直接參與生命活動,,而是通過控制蛋白質(zhì)的形成,,間接地指導(dǎo)有機體的新陳代謝。由此看來,,要想真正揭開生命的奧秘,,還必須認(rèn)識生命活動的實際執(zhí)行者————蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)扮演著構(gòu)筑生命大廈的“磚塊”角色,,其中可能藏有新的診斷和治療疾病的“鑰匙”。
上世紀(jì)相當(dāng)長一段時間內(nèi),,蛋白質(zhì)曾是生物科學(xué)家們的研究熱點,,我國科學(xué)家也曾因合成出人類第一個牛胰島素而震驚世界,但隨后,,對蛋白質(zhì)的研究被“基因研究熱”所取代,,受到了“冷落”?;蚺判蚪o科學(xué)家們帶來的啟示使蛋白質(zhì)重新成為當(dāng)今生命科學(xué)的前沿,。科學(xué)家預(yù)見,,蛋白質(zhì)組研究和基因研究的“并蒂之花”將導(dǎo)致藥物開發(fā)方面取得實質(zhì)性突破,,使得生命科學(xué)研究能實現(xiàn)其最終目標(biāo),即研制出治療包括癌癥和艾滋病等在內(nèi)的重大疾患的藥物,。于是蛋白質(zhì)組計劃誕生了,。
蛋白質(zhì)組是指“由一個細(xì)胞或一個組織的基因組所表達(dá)的全部相應(yīng)的蛋白質(zhì)”,換句話說,,就是由全套基因組編碼控制的蛋白質(zhì),。
人類蛋白質(zhì)組的研究,比基因組研究計劃更為復(fù)雜艱巨。原因在于,,DNA(脫氧核糖核酸)和它包含的基因,,相對來說易于識別和分離,但蛋白質(zhì)的鑒定和分離非常費時,。目前,,測定蛋白質(zhì)的技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于破譯基因組的工具,最好的實驗室每天只能分離和識別100種蛋白質(zhì),,而人體內(nèi)可能有幾十萬種蛋白質(zhì),;其次,蛋白質(zhì)組與基因組的一個重要差別,,就是蛋白質(zhì)組具有多樣性,。對單細(xì)胞生物而言,其基因組始終保持不變,;對多細(xì)胞生物來說,,知道了個體內(nèi)某一細(xì)胞內(nèi)的基因組就知道了該個體所有細(xì)胞的基因組。然而對于蛋白質(zhì)組而言,,不同類型的細(xì)胞或同一個細(xì)胞在不同的活動狀態(tài)下,,其蛋白質(zhì)組的蛋白質(zhì)種類構(gòu)成卻是不一樣的。從這種意義上來說,,對基因組核苷酸序列的測定是一種“有限”的工作,,而對蛋白質(zhì)組蛋白質(zhì)種類的確定則是一種近乎“無限”的工作。
提供寶貴的科學(xué)依據(jù)
人類蛋白質(zhì)組計劃是21世紀(jì)第一個大規(guī)模的國際性科技合作工程,,它引起了全球幾乎所有生命科學(xué)家們的關(guān)注,,并由此組成不同的團隊分工協(xié)作,聯(lián)合攻關(guān),,展現(xiàn)出一幅人類科學(xué)界共同完成科學(xué)目標(biāo)的美麗圖景,。
人類蛋白質(zhì)組計劃迄今已展開七個項目,分別是:美國負(fù)責(zé)的人類血漿蛋白質(zhì)組計劃,、中國負(fù)責(zé)的人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃,、德國負(fù)責(zé)的人類腦蛋白質(zhì)組計劃、瑞士負(fù)責(zé)的大規(guī)??贵w計劃,、英國負(fù)責(zé)的蛋白質(zhì)組標(biāo)準(zhǔn)化計劃、加拿大負(fù)責(zé)的模型動物蛋白質(zhì)組計劃和日本負(fù)責(zé)的糖蛋白質(zhì)組計劃,。
人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃是中國科學(xué)家第一次領(lǐng)銜的大型國際科技項目,,中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院青年科學(xué)家、中國科學(xué)院院士賀福初率領(lǐng)的中國科學(xué)家團隊,,于2002年率先提出這一計劃并獲得國際學(xué)術(shù)同行的認(rèn)同與響應(yīng),。它也是國際上第一個人體組織器官的蛋白質(zhì)組計劃。 見:肝臟蛋白質(zhì)組計劃將幫助世界征服肝臟疾病和揭開人類肝臟疾病的奧秘。
中國科學(xué)家為什么將目光集中在肝臟蛋白質(zhì)呢,?首要原因是肝臟對人體的重要性,,肝臟是人體進(jìn)行糖代謝、蛋白質(zhì)代謝,、脂肪代謝等新陳代謝的“化工廠”和“發(fā)電廠”,,兼具解毒、分泌和排泄的功能,;其次,,肝病在我國危害很大,病毒性肝炎位于我國主要傳染病發(fā)病率之首,,肝癌的發(fā)病率也呈上升趨勢,。我國生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究人員既積累了治療肝病的豐富經(jīng)驗,也急需從基因和蛋白質(zhì)層面上了解肝病的機理從而找到治愈的途徑,。
賀福初院士領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊通過對肝臟蛋白質(zhì)全景式,、高通量和規(guī)模化的研究,,試圖解析肝臟蛋白質(zhì)在生理,、病理過程中的功能意義,為肝臟疾病的預(yù)警,、預(yù)防,、診斷和治療,提供寶貴的科學(xué)依據(jù),。
進(jìn)展順利 初戰(zhàn)告捷
不久前,,北京蛋白質(zhì)組研究中心大樓在中關(guān)村生命園落成啟用,蛋白質(zhì)組學(xué)的國際著名科學(xué)家云集北京蛋白質(zhì)組研究中心,,共同交流這一計劃的最新研究成果。新建成的北京蛋白質(zhì)組研究中心,,已被正式確立為人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃國際總部,。
肝臟蛋白質(zhì)組計劃引起了全球蛋白質(zhì)組研究領(lǐng)域科學(xué)家的高度關(guān)注,參與此研究項目的國家有中國,、美國,、加拿大、法國等18個國家和地區(qū)的100多家實驗室,。目前,,研究進(jìn)展順利,初戰(zhàn)告捷,??茖W(xué)家們已制訂了樣本收集、處理等標(biāo)準(zhǔn),以及各種數(shù)據(jù)分析標(biāo)準(zhǔn),,建立了若干大型數(shù)據(jù)庫,,為我國乃至世界的蛋白質(zhì)組研究制定了統(tǒng)一的規(guī)范。
已經(jīng)取得的一系列重要成果,,大大推動了我國生物技術(shù)的原始創(chuàng)新,,對增強我國規(guī)模化開發(fā)蛋白質(zhì)組產(chǎn)品的核心競爭力奠定了基礎(chǔ),。由于中國科學(xué)家的杰出表現(xiàn),,賀福初院士被推舉為國際人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃執(zhí)行主席、在蛋白質(zhì)計劃全部的37位理事中,,中國科學(xué)家占有4個席位,,人數(shù)僅次于美國,反映出我國生命科學(xué)研究的國際地位正在提升,,中國在世界科技前沿領(lǐng)域正扮演著越來越重要的角色,。