前不久，歷經(jīng)多年論證、被譽(yù)為我國(guó)生命科學(xué)研究領(lǐng)域里程碑事件的中國(guó)人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃（簡(jiǎn)稱(chēng)CNHPP）正式在京啟動(dòng)，來(lái)自清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院、解放軍總醫(yī)院、復(fù)旦大學(xué)等40多所高校、科研機(jī)構(gòu)的近百名專(zhuān)家，共同見(jiàn)證了這一歷史性時(shí)刻。
蛋白質(zhì)組計(jì)劃和基因組計(jì)劃有何不同？中國(guó)的蛋白質(zhì)組研究在國(guó)際上處于什么位置？中國(guó)人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃將如何進(jìn)行？
圍繞上述問(wèn)題，人民日?qǐng)?bào)記者獨(dú)家采訪了有關(guān)專(zhuān)家。
一問(wèn)：為什么要搞中國(guó)人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃？
生，源于基因組；命，卻一定由蛋白質(zhì)組決定。只有蛋白質(zhì)組才能從根本上闡釋生命
相比“蛋白質(zhì)組”，“蛋白質(zhì)”一詞更為人們所熟知。它是生物體內(nèi)一種極為重要的高分子有機(jī)物，占人體干重的54%，1838年由荷蘭科學(xué)家格里特首先發(fā)現(xiàn)。
基于此，1994年，澳大利亞科學(xué)家率先提出“蛋白質(zhì)組”，意指某個(gè)時(shí)刻，某個(gè)組織、器官或個(gè)體中所有蛋白質(zhì)的集合，是一個(gè)整體的概念。
科學(xué)家們之所以對(duì)蛋白質(zhì)組產(chǎn)生濃厚興趣，還得從人類(lèi)基因組計(jì)劃說(shuō)起。2003年4月，經(jīng)由6國(guó)科學(xué)家歷時(shí)13年奮戰(zhàn)的人類(lèi)基因組計(jì)劃畫(huà)上了句號(hào)。
“科學(xué)界曾經(jīng)認(rèn)為，只要繪制出人類(lèi)基因組序列圖，就能了解疾病的根源。但我們錯(cuò)了。“國(guó)際蛋白質(zhì)組組織首任主席薩姆 哈納什說(shuō)，事實(shí)上，我們只了解10%基因的功能，剩下的90%仍是未知的。
“人們總以為蛋白質(zhì)組計(jì)劃是基因組計(jì)劃的附庸或者說(shuō)是子產(chǎn)品，這也是一個(gè)誤區(qū)。人類(lèi)基因組計(jì)劃并不像事前所預(yù)期的那樣，能夠逾越蛋白質(zhì)這一生物功能去揭示人類(lèi) 生、老、病、死的全部秘密，基因組序列只是提供了一維遺傳信息，而更復(fù)雜的多維信息則發(fā)生在蛋白質(zhì)組層面。”國(guó)際人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃執(zhí)委、亞太蛋白質(zhì)組組織 主席、中國(guó)科學(xué)院院士賀福初說(shuō)，基因組和蛋白質(zhì)組的關(guān)系，好比詞典與文章、元素表與化工廠。
“基因組學(xué)中微小的差異，在蛋白質(zhì)組學(xué)中可以被千倍甚至近萬(wàn)倍地放大，想要解密基因組，必須先系統(tǒng)認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)組。”賀福初認(rèn)為。
他舉例說(shuō)，人體各個(gè)器官如耳、鼻、喉、心、肝、肺，其基因組完全相同，不同的是蛋白質(zhì)組。因此，不同器官形態(tài)、功能各異，是蛋白質(zhì)組在背后“操盤(pán)”。
“就 像蛹化蝶，無(wú)論形態(tài)如何變化，基因組是不變的。”軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所研究員錢(qián)小紅這樣比喻。在她看來(lái)，人的每一種生命形態(tài)，都是特定蛋白 質(zhì)組在不同時(shí)間、空間出現(xiàn)并發(fā)揮功能的結(jié)果。比如，某些蛋白質(zhì)表達(dá)量偏離常態(tài)的高或低，就能夠表征人體可能處于某種疾病狀態(tài)。
“生，源于基 因組；命，卻一定由蛋白質(zhì)組決定。只有蛋白質(zhì)組才能從根本上闡釋生命。”賀福初進(jìn)一步解釋道，“蛋白質(zhì)組，可以揭示疾病的發(fā)病機(jī)制和病理過(guò)程，發(fā)現(xiàn)新型診 斷標(biāo)志物、治療和創(chuàng)新藥物，可以全面提高疾病防診治水平。這個(gè)項(xiàng)目如完成，將揭示人體器官蛋白質(zhì)組的構(gòu)成，一旦哪一部位出現(xiàn)異常即可實(shí)現(xiàn)‘GPS定位’， 進(jìn)而找到針對(duì)性的診斷措施、干預(yù)措施和預(yù)防措施。”
二問(wèn)：中國(guó)能搞人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃嗎？
以賀福初院士為代表的中國(guó)蛋白質(zhì)組研究團(tuán)隊(duì)，在該領(lǐng)域向世界交上了一份漂亮的答卷，在某些方面已走在全球前列
近代以來(lái)，中國(guó)先后錯(cuò)過(guò)了多次世界科技革命的機(jī)遇。蛋白質(zhì)組學(xué)研究，恰恰是我國(guó)生命科學(xué)中少數(shù)幾個(gè)能夠始終躋身世界前沿的科學(xué)領(lǐng)域。
據(jù)專(zhuān)家介紹，中國(guó)人類(lèi)蛋白質(zhì)組事業(yè)的發(fā)展，也催生了一系列大型研究基地和覆蓋全國(guó)的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前包括中科院、教育部、衛(wèi)生計(jì)生委、軍隊(duì)以及 湖南、廣東、重慶、浙江等在內(nèi)的省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已超過(guò)10個(gè)。由賀福初院士發(fā)起，以軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院、清華、北大為代表的7家單位共同籌建的北京蛋白質(zhì)組 研究中心，于2005年被確立為“人類(lèi)肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃”國(guó)際執(zhí)行總部，成為一座世界級(jí)的“生命之都”。
此外，自2000年至2010年，中國(guó)累計(jì)發(fā)表論文2800多篇，位列全球該領(lǐng)域第四。值得一提的是，最近4年，中國(guó)在該領(lǐng)域發(fā)文量直線上升，歷史性地達(dá)到1000多篇，年度論文發(fā)表數(shù)已躍居世界第二（第一為美國(guó)），位居全國(guó)其他學(xué)科前列。
歷經(jīng)十余年的努力，中國(guó)蛋白質(zhì)組研究團(tuán)隊(duì)向世界交上了一份漂亮的答卷：成功構(gòu)建迄今國(guó)際上質(zhì)量最高、規(guī)模最大的人類(lèi)第一個(gè)器官——肝臟蛋白質(zhì)組的表達(dá)譜、修 飾譜、連鎖圖及其綜合數(shù)據(jù)庫(kù)；首次實(shí)現(xiàn)人類(lèi)組織與器官轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組的全面對(duì)接；在炎癥誘發(fā)腫瘤等方面，發(fā)現(xiàn)一批針對(duì)肝臟疾病、惡性腫瘤等重大疾病的潛 在藥靶、蛋白質(zhì)藥物和生物標(biāo)志物。如，2008年，張學(xué)敏課題組首次發(fā)現(xiàn)炎癥和免疫的新型調(diào)控分子CUEDC2，可作為腫瘤耐藥的新標(biāo)志物，從而為克服癌 細(xì)胞耐藥提供了原創(chuàng)性的藥物新靶點(diǎn)和治療新思路。2010年，周鋼橋課題組“逮到”肝癌的易感基因，為肝癌的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和早期預(yù)警提供了重要理論依據(jù)和生物 標(biāo)記……上述幾項(xiàng)成果均發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)的《科學(xué)》《自然》系列雜志。
三問(wèn)：中國(guó)人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃怎樣進(jìn)行？
將分三個(gè)階段進(jìn)行，計(jì)劃產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)將全景式地揭示人體蛋白質(zhì)組成及其調(diào)控規(guī)律，解讀人類(lèi)基因組這部“天書(shū)”
世界蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的新一輪科技競(jìng)賽已開(kāi)始。中科院院士張玉奎指出，雖然中國(guó)在蛋白質(zhì)組一些領(lǐng)域走在了世界前列，但國(guó)外有些團(tuán)隊(duì)如今正快馬加鞭。這警醒我們：必須加快步伐，否則很快將被甩出第一陣營(yíng)。
“逆水行舟不進(jìn)則退，我們絕不能喪失已經(jīng)取得的優(yōu)勢(shì)。”賀福初說(shuō)。
據(jù)悉，中國(guó)人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃將分三個(gè)階段展開(kāi)。第一階段，全面揭示肝癌、肺癌、白血病、腎病等十大疾病所涉及主要的組織器官的蛋白質(zhì)組，了解疾病發(fā)生的主要 異常，進(jìn)而研制診斷試劑、篩選藥物，力爭(zhēng)2017年左右完成；第二階段，爭(zhēng)取覆蓋中國(guó)人的其他常見(jiàn)疾病，提升中國(guó)人群疾病的防治水平；第三階段，實(shí)現(xiàn)人類(lèi) 更多疾病的覆蓋。
當(dāng)前，全球每年產(chǎn)生的生物數(shù)據(jù)總量高達(dá)EB級(jí)（10的18次方比特），生命科學(xué)領(lǐng)域正在爆發(fā)數(shù)據(jù)革命。生物數(shù)據(jù)最大的是基因組數(shù)據(jù)，它完成后，蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù) 無(wú)疑將成為更大、更重要和更核心的科學(xué)數(shù)據(jù)。我國(guó)已部署建設(shè)的蛋白質(zhì)科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施將相繼投入運(yùn)行，這是國(guó)際上最大的蛋白質(zhì)組學(xué)研究基地，將有力支撐和推動(dòng) 中國(guó)人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃的實(shí)施和大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。中國(guó)人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)將全景式地揭示人體蛋白質(zhì)組成及其調(diào)控規(guī)律，解讀人類(lèi)基因組這部“天書(shū)”。
“這 項(xiàng)計(jì)劃，是以中國(guó)重大疾病的防治需求為牽引，發(fā)展蛋白質(zhì)組研究相關(guān)設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)，繪制人類(lèi)蛋白質(zhì)組生理和病理精細(xì)圖譜、構(gòu)建人類(lèi)蛋白質(zhì)組‘百科全書(shū)’， 為提高重大疾病防診治水平提供有效手段和中國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供原動(dòng)力。”賀福初說(shuō)，“我們首先看重科學(xué)價(jià)值，其次才是經(jīng)濟(jì)效益，因?yàn)檫@是真正的原始創(chuàng) 新，是中國(guó)能夠引領(lǐng)世界科技發(fā)展的重要領(lǐng)域之一。”
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