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续写蛋白质组学研究新篇章

来源:科学时报
摘要:——访中国科学院院士、军事医学科学院院长贺福初科学家预言,人类蛋白质组计划对人类生命“天书”的全景式解读将揭示生命活动的本质,并成为生命科学进入后基因组时代的一个里程碑。2002年4月,当时最年轻的中国科学院院士贺福初在美国华盛顿国际会议上,首次擎起“人类肝脏蛋白质组计划”的大旗,引领我国蛋白质组研究......

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——访中国科学院院士、军事医学科学院院长贺福初



科学家预言,人类蛋白质组计划对人类生命“天书”的全景式解读将揭示生命活动的本质,并成为生命科学进入后基因组时代的一个里程碑。2002年4月,当时最年轻的中国科学院院士贺福初在美国华盛顿国际会议上,首次擎起“人类肝脏蛋白质组计划”的大旗,引领我国蛋白质组研究快速步入世界先进行列。  

    

面向“十二五”,北京(国家)蛋白质组研究中心又将怎样携手全球科学家共同破解人类生命的“天书”呢?近日,贺福初接受了《科学时报》记者的采访。  

    

《科学时报》:人类基因组和蛋白质组计划有着怎样的关系?  

    

贺福初:20世纪90年代初,科学家就预期在人类基因组计划完成以后,人类生老病死的诸多奥秘也将随之揭开。但目前看来离科学界原来预想的完全洞悉人类生老病死的奥秘还有非常大的距离。  

    

基因是遗传信息的携带者,而生命活动的执行者却是基因编码的蛋白质,正是蛋白质放大了基因上的细微差别。当前,人类很多重大疾病原因复杂,无法通过一个基因或一个蛋白质的变化来全面了解,只有研究由基因转录和翻译出蛋白质的过程,以及蛋白质在生物体生理功能和病理变化过程中的整体变化,才能真正揭示生命活动规律,找到疾病的机制。研究人员分析,生物蛋白质数的差别大概是基因数差别的三个数量级左右,也就是说可以进行千倍甚至万倍左右的放大。因此,要解读“天书”,就必须全面研究蛋白质。  

    

传统方式的蛋白质研究方法是“钓鱼”,一个一个地钓。但面对数以万计的蛋白质“鱼群”,如果再继续这样“钓”,耗时还得上百年。人类基因组计划为研究人员提供了“一网打尽”的全息研究模式。  

    

《科学时报》:请简要介绍一下目前人类蛋白质组计划整体的发展情况?  

    

贺福初:可以概括为全球群雄逐鹿,中国异军突起。  

    

人类蛋白质组研究已成为国际生命科学的战略制高点。当前,美欧亚各发达国纷纷加紧投入,积极组建研究中心,力图抢占该领域的科学与技术制高点。8年来,人类蛋白质组示范计划在理论与技术领域都取得了长足进步。2010年9月,国际人类蛋白质组组织宣布全面实施该计划。“人类蛋白质组计划”也是21世纪第一个重大国际合作计划,  

    

肝脏是人体最重要的器官之一,具有多种重要功能,与其他器官也有广泛联系。研究肝脏蛋白质组,既可从器官层面认识人体组成规律,又可较全面地了解人体生理功能。  

    

我国一年用于肝病防治的经费高达千亿元以上,因此选择肝脏来破解“人鼠之谜”显得尤为迫切。“人类肝脏蛋白质组计划”是第一个人类组织器官的蛋白质组计划,是中国领导的第一个国际计划。该计划的成功实施,为我国领衔更多重大国际合作计划积累宝贵的经验,并赢得崇高的国际信誉。  

    

经过多年努力,我们最终赢得了国际上的广泛支持,研究思路和整体策略已为国际同行认同;技术和标准被国际广泛采用,成为计划全面实施之际最核心的数据。  

    

国际蛋白质组组织原主席、国际蛋白质组计划协调委员会原主席等发达国家的知名专家学者纷纷前来,希望参与人类肝脏蛋白质组计划数据分析,探讨如何开始实质性的合作。中国有必要也有能力在“人类蛋白质组计划”这一宏大的科学合作计划中发挥主流甚至主导作用。  

    

《科学时报》:请您介绍一下近期完成的“九大行星”任务?  

    

贺福初:所谓的“九大行星”是指人类肝脏蛋白质组表达谱和修饰谱,定位图和连锁图,生理组与病理组,样本库、抗体库和数据库。目前,其架构已基本搭成,进一步奠定了我国在该领域的国际核心地位。  

    

我们已构建出世界第一张人类器官蛋白质组“全息”图。这张图的构建成功,是我国在该领域树立的一座重要里程碑,也是人类有史以来首次揭示其自身器官的蛋白质全构成图,对国际蛋白质组学研究与人类蛋白质组计划均可能具有里程碑性质。  

    

这些年来,我们中心的科研人员明确自身定位,制定长远规划,形成了以“登月计划”为核心的蛋白质组学事业。5年来,我们连续奋战,取得一系列重要科研成果:系统鉴定人类肝脏蛋白质13000余种;构建了高可信肝脏蛋白质相互作用网络图;系统建立人类首个人体器官蛋白质组数据库。  

    

《科学时报》:中国蛋白质组学研究缘何能领跑国际同行?  

    

贺福初:我们能够领跑国际同行,关键在于我国政府的及时部署和大力支持。从“九五”末就开始以重大项目的形式支持蛋白质组学的发展,“十一五”更被列入我国中长期科技发展规划。与国际相比,我国启动较早,发展迅速,蛋白质组学研究已成为能与国际并驾齐驱的少数几个研究领域之一。从团队来说,主要源于三点:一是练就过硬内功,一批青年才俊不断作出优秀成绩,在国际重大项目上崭露头角,从而吸引海外人才加盟;二是接轨国际合作规范;三是尊重国际同行贡献。  

    

从上世纪末蛋白质组学诞生伊始,我国蛋白质组学研究迅速发展壮大,组建了迄今最大的专业化基地——作为国际总部的北京(国家)蛋白质组研究中心等,发展了一批具有自主知识产权的新技术、新方法和新仪器新试剂,大幅提高了技术能力和科研水平,取得了一系列重要成就。2004年,中国科学家首次在国际蛋白质组学顶级刊物《分子细胞蛋白质组学》上发表文章。近几年,该刊物几乎每期都发表中国科学家的成果。  

    

据统计,我国在国际蛋白质组学主要刊物上发表的论文数量已列世界第2位。面向“十二五”,我们将立足国际发展前沿,加强蛋白质组学新技术、新方法研究和成果转化,为重大疾病预防诊治和创新药物研发提供科技支撑,推动我国蛋白质科学技术实现跨越式发展。  

    

(吴志军、沈基飞对本文亦有贡献)  
作者: 2011-5-23
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