據(jù)新一期英國《自然》雜志報(bào)道,人類蛋白質(zhì)組組織前**約翰·伯杰龍發(fā)起一項(xiàng)大規(guī)模的破譯人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃,目標(biāo)是花費(fèi)約10年時(shí)間將人體所有蛋白質(zhì)歸類并描繪出它們的特性,并揭示它們?cè)诩?xì)胞中所處的位置以及每種蛋白質(zhì)與其他哪些蛋白質(zhì)存在相互作用。 早在上世紀(jì)90年代,科學(xué)家就已經(jīng)啟動(dòng)了基因組計(jì)劃,并經(jīng)過13年的努力,共同繪制完成了人類基因組序列圖,翻開生命科學(xué)史劃時(shí)代的一頁。
與基因組計(jì)劃相比,這次破譯人類蛋白質(zhì)組又有什么重要意義呢?記者采訪了蛋白質(zhì)組學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任錢小紅教授。
破譯原因——“天書”只是生命“解剖圖”
人類基因組的繪制成功**在分子層面上為人類揭示生命奧秘了一份生命“解剖圖”,然而隨著大量生物體全基因組序列的揭示,人們發(fā)現(xiàn)僅從基因組序列的角度仍然無法完整、系統(tǒng)的闡明生物體的功能。人類基因組序列圖就像一幅“天書”,要想解密“天書”,讀懂其中的信息密碼與遺傳語言,真正揭開生命現(xiàn)象的奧秘,就必須系統(tǒng)認(rèn)識(shí)基因組的產(chǎn)物——蛋白質(zhì)組。
破譯蛋白質(zhì)組成為科研熱點(diǎn)
《科學(xué)》雜志早在2001年就已把蛋白質(zhì)組學(xué)列為六大科學(xué)研究熱點(diǎn)之一,其“熱度”僅次于干細(xì)胞研究,名列**。
各國科學(xué)家們?cè)谘芯炕?、基因組之后大都感到,下一步研究的關(guān)鍵必須是蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)組。因?yàn)楸M管基因是生命遺傳信息的物質(zhì)載體,可蛋白質(zhì)卻是生命活動(dòng)的執(zhí)行體,無論正常的生理過程還是病理狀態(tài)過程,直接體現(xiàn)是蛋白質(zhì)。人類基因組絕大部分基因及其功能都將有待于在蛋白質(zhì)層面予以揭示和闡述。
蛋白質(zhì)組學(xué)的受關(guān)注程度如今已令人刮目相看,可以說蛋白質(zhì)組研究的開展不僅是生命科學(xué)研究進(jìn)入后基因組時(shí)代的里程碑,也是后基因組時(shí)**命科學(xué)研究的**內(nèi)容之一。
破譯過程——技術(shù)發(fā)展已讓破譯成為可能
事實(shí)上,破譯人類蛋白質(zhì)組的想法誕生于上世紀(jì)90年代中期,當(dāng)時(shí)人類基因組計(jì)劃開始成形。但科學(xué)家們一直未能就此采取大規(guī)模的協(xié)調(diào)行動(dòng),一個(gè)原因在于人類蛋白質(zhì)組的規(guī)模和復(fù)雜性令人望而卻步。
由于一些新研究表明,編碼人體蛋白質(zhì)的基因數(shù)量可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于先前估計(jì),伯杰龍等人認(rèn)為,大規(guī)模的人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃現(xiàn)在已經(jīng)可以實(shí)施。今年8月,人類蛋白質(zhì)組組織將在荷蘭阿姆斯特丹召開大會(huì),屆時(shí)伯杰龍領(lǐng)導(dǎo)的研究小組將**與蛋白質(zhì)組學(xué)界就這一計(jì)劃進(jìn)行更廣泛的商討。
整個(gè)過程計(jì)劃用10年時(shí)間
按照伯杰龍等人的設(shè)想,這一計(jì)劃將以3種實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行:一是用質(zhì)譜分析法鑒別組織樣本中的蛋白質(zhì)及其數(shù)量;二是生產(chǎn)針對(duì)每種蛋白質(zhì)的抗體并用這些抗體確定蛋白質(zhì)在組織和細(xì)胞中的位置;三是系統(tǒng)地確定每一種蛋白質(zhì)與其他哪些蛋白存在相互作用。
伯杰龍認(rèn)為,具體的工作可以分?jǐn)偨o全世界的實(shí)驗(yàn)室完成。他說,步是收集現(xiàn)有的質(zhì)譜分析蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù),這估計(jì)要花6個(gè)月時(shí)間;接著用1年到3年時(shí)間開展一項(xiàng)小規(guī)模示范試驗(yàn),對(duì)人類染色體中小的21號(hào)染色體制造的所有蛋白質(zhì)進(jìn)行更**分析;后是完全破譯人類蛋白質(zhì)組,整個(gè)過程可能要用10年時(shí)間。
重要意義——醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景誘人
“蛋白質(zhì)組的研究不僅能為生命活動(dòng)規(guī)律物質(zhì)基礎(chǔ),也能為多種**機(jī)理的闡明及其防、診、治理論根據(jù)和解決途徑?!卞X小紅教授介紹說。
蛋白質(zhì)組學(xué)的研究終要服務(wù)于人類的健康,主要指促進(jìn)分子醫(yī)學(xué)的發(fā)展,如尋找**的靶分子。**的靶分子絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),而且很多**本身就是蛋白質(zhì)。
蛋白質(zhì)組學(xué)雖然問世時(shí)間很短,但已經(jīng)在研究細(xì)胞的增殖、分化、異常轉(zhuǎn)化、腫瘤形成等方面有了很大發(fā)展,涉及到肝*、白血病、乳腺*、結(jié)腸*、膀胱*、前列腺*、肺*、腎*和神經(jīng)母細(xì)胞瘤等,鑒定了一批腫瘤相關(guān)蛋白,為腫瘤的早期診斷、藥靶的發(fā)現(xiàn)、療效判斷和預(yù)后了重要依據(jù)。
蛋白質(zhì)組學(xué)在對(duì)*癥、早老性癡呆等人類重大**的臨床診斷和**方面有著十分誘人的前景,目前國際上許多大型**公司正投入大量的人力和物力進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)方面的應(yīng)用性研究。
進(jìn)展———已進(jìn)行個(gè)蛋白質(zhì)組計(jì)劃
由我國科學(xué)家在國際上率先提出并領(lǐng)銜的“人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃”,是中國科學(xué)家在生命科學(xué)領(lǐng)域中領(lǐng)導(dǎo)的項(xiàng)大型國際科技合作計(jì)劃。我國科學(xué)家在該計(jì)劃中提出的“兩譜兩圖三庫(表達(dá)譜、修飾譜、連鎖圖、定位圖、樣本庫、抗體庫、數(shù)據(jù)庫)”的總體研究思路和研究目標(biāo)為整個(gè)人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃的順利推進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。
目前“人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃”已建立迄今大的人類組織器官的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫,并發(fā)現(xiàn)了一批具有重要應(yīng)用價(jià)值的功能蛋白質(zhì)和潛在的**標(biāo)志蛋白質(zhì)。專家稱,一旦人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃實(shí)施成功,人類將極有可能找到針對(duì)各種肝病的更有效的全新**和**方法。重要的是,作為人類個(gè)組織、器官的蛋白質(zhì)組計(jì)劃,它將為人類所有組織、器官、細(xì)胞的蛋白質(zhì)組計(jì)劃模式與示范。
新聞緣起
據(jù)新一期英國《自然》雜志報(bào)道,一些科學(xué)家正在擬訂一項(xiàng)大規(guī)模的破譯人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃,目標(biāo)是花費(fèi)約10年時(shí)間將人體所有蛋白質(zhì)歸類并描繪出它們的特性。
這項(xiàng)計(jì)劃由人類蛋白質(zhì)組組織前**約翰·伯杰龍發(fā)起,旨在揭示人體各個(gè)組織中存在哪些蛋白質(zhì)、它們?cè)诩?xì)胞中所處的位置以及每種蛋白質(zhì)與其他哪些蛋白質(zhì)存在相互作用。但報(bào)道也指出,擬訂中的這項(xiàng)計(jì)劃預(yù)計(jì)耗資10億美元,它能否獲得足夠支持、終籌到所需款項(xiàng)尚是未知數(shù)。
(新華社)
專家連線
記者:我國率先提出并領(lǐng)銜人類肝臟蛋白質(zhì)組研究計(jì)劃,這一計(jì)劃有什么重要意義?
錢小紅(蛋白質(zhì)組學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任):肝病是嚴(yán)重威脅我國人們健康的重要**,肝臟是開展蛋白質(zhì)組研究理想的靶組織與器官。由中國科學(xué)家提出的“人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃”被國際人類蛋白質(zhì)組組織確立為首批啟動(dòng)的人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃項(xiàng)目之一,中國為“人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃”的領(lǐng)導(dǎo)國。
我們的科學(xué)目標(biāo)是要**揭示并確認(rèn)人類肝臟蛋白質(zhì)的組成、翻譯后修飾、定位與相互作用功能網(wǎng)絡(luò)。在蛋白質(zhì)水平上規(guī)?;⒔馀c驗(yàn)證人類基因組計(jì)劃所預(yù)測(cè)的編碼基因,實(shí)現(xiàn)肝臟轉(zhuǎn)錄組、肝臟蛋白質(zhì)組的對(duì)接與整合,揭示人類轉(zhuǎn)錄、翻譯水平的整體、集群調(diào)控規(guī)律,為重大肝病防、診、治和新藥研發(fā),重要的科學(xué)基礎(chǔ)。計(jì)劃的實(shí)施將會(huì)發(fā)現(xiàn)一批肝臟**的預(yù)警分子、診斷標(biāo)志物、**靶標(biāo),并進(jìn)一步開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的**和診斷試劑,大幅度提升我國肝病預(yù)防、診斷與**水平,同時(shí)還將極大促進(jìn)我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。
記者:目前的蛋白質(zhì)組研究存在哪些問題?
錢小紅:為了保證國際人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃順利實(shí)施,需要一個(gè)大規(guī)模、高通量、自動(dòng)化的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行有力支撐。人類蛋白質(zhì)組研究是一個(gè)漫長而復(fù)雜的過程,任何一個(gè)國家和團(tuán)體都不可能獨(dú)立完成,需要各國科學(xué)家的共同努力,以及政府、科學(xué)界、企業(yè)界甚至普通公眾的共同推動(dòng)才能夠順利實(shí)施并實(shí)現(xiàn)終目標(biāo)。記者:那破譯前景如何呢?
錢小紅:在未來的發(fā)展中,蛋白質(zhì)組學(xué)的研究領(lǐng)域?qū)⒏訌V泛。在技術(shù)發(fā)展方面,蛋白質(zhì)組學(xué)的研究方法將出現(xiàn)多種技術(shù)并存,除了發(fā)展新方法外,更強(qiáng)調(diào)各種方法間的整合和互補(bǔ)。另外,蛋白質(zhì)組學(xué)與其他學(xué)科的交叉也將日益突出和重要,這種交叉是新技術(shù)新方法的活水之源,特別是蛋白質(zhì)組學(xué)與基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)以及生物信息學(xué)等領(lǐng)域的交叉,所呈現(xiàn)出的系統(tǒng)生物學(xué)研究模式,將成為未來生命科學(xué)令人激動(dòng)的新前沿。
**關(guān)鍵詞:蛋白質(zhì)組
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