隨著破譯生命密碼的人類基因組計(jì)劃進(jìn)入尾聲,一個(gè)以蛋白質(zhì)和藥物基因?qū)W為研究重點(diǎn)的后基因組時(shí)代已經(jīng)拉開序幕,并將對(duì)科學(xué)家提出更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
在此間舉行的美國(guó)科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)科學(xué)年會(huì)上,走在生命科學(xué)研究最前沿的研究人員說,經(jīng)過10多年的研究,科學(xué)家已經(jīng)擁有一張接近完整的人類基因組圖譜,蛋白質(zhì)將是他們今后的重點(diǎn)研究方向之一。
哈佛大學(xué)科學(xué)家麥克貝斯說,人類基因組圖譜并沒有告訴我們所有基因的“身份”以及它們所編碼的蛋白質(zhì)。人體內(nèi)真正發(fā)揮作用的是蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)扮演著構(gòu)筑生命大廈的“磚塊”角色,其中可能藏著開發(fā)疾病診斷方法和新藥的“鑰匙”。
人類細(xì)胞中的全部基因稱為基因組,由全套基因組編碼控制的蛋白質(zhì)則相應(yīng)地被稱為蛋白組。美國(guó)塞萊拉公司首席科學(xué)家文特爾在科學(xué)年會(huì)的基調(diào)演講中說,人類基因組、蛋白組和藥物是生命科學(xué)研究路上的三個(gè)階段,塞萊拉公司現(xiàn)已進(jìn)入第二階段,即蛋白組研究。塞萊拉為此增添了大批蛋白質(zhì)鑒別和分析設(shè)備,目的是每天對(duì)數(shù)百萬個(gè)蛋白質(zhì)片段進(jìn)行識(shí)別和分類,最終繪制出一張蛋白組圖。
記者了解到,在塞萊拉轉(zhuǎn)向蛋白組研究之前,已有幾家公司先行一步。美國(guó)“大規(guī)模生物學(xué)公司”目前擁有一個(gè)包含11.5萬種人類蛋白質(zhì)的數(shù)據(jù)庫,另一家美國(guó)公司賽托根(Cytogen)則已繪制出70多族人類蛋白質(zhì)中一族的相互作用圖。事實(shí)上,在過去幾年里,世界上一些主要制藥公司以及一大批規(guī)模較小的生物技術(shù)公司就已將注意力轉(zhuǎn)向蛋白質(zhì),掀起了一場(chǎng)尋找新蛋白質(zhì)以及確定它們功能的競(jìng)賽。這些公司專門分離和鑒定蛋白質(zhì)、確定蛋白質(zhì)之間交互作用或進(jìn)行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析。
最新的研究成果已經(jīng)提高了科學(xué)家們對(duì)蛋白質(zhì)的認(rèn)識(shí)。從前,科學(xué)家認(rèn)為一個(gè)基因負(fù)責(zé)制造一種蛋白質(zhì),知道基因就足以知道蛋白質(zhì)。但不久前公布的人類基因組圖譜初步分析結(jié)果表明,人體只有大約3萬個(gè)基因,科學(xué)家據(jù)此認(rèn)為,基因可能由許多可以按照不同組合方式拼接的片段組成,一個(gè)基因可以產(chǎn)生多種蛋白質(zhì)。
人類基因組計(jì)劃首席科學(xué)家柯林斯說,有關(guān)人類蛋白組的研究將是艱巨的,目前不過僅僅是邁出了第一步。這其中的原因在于,DNA(脫氧核糖核酸)和它包含的基因相對(duì)來說易于識(shí)別和分離,但蛋白質(zhì)的鑒定和分離非常費(fèi)時(shí)。目前測(cè)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(shí)驗(yàn)室每天只能分離和識(shí)別出100種蛋白質(zhì)。據(jù)估計(jì),人體內(nèi)可能有幾十萬種蛋白質(zhì),這大概需要10年時(shí)間進(jìn)行識(shí)別。但隨著越來越多的實(shí)驗(yàn)室致力于開發(fā)蛋白質(zhì)分離和鑒定技術(shù),今后幾年內(nèi)出現(xiàn)的技術(shù)將有可能使得普通實(shí)驗(yàn)室每天能鑒定出幾萬種蛋白質(zhì)。
可以預(yù)見,蛋白組研究將導(dǎo)致藥物開發(fā)方面的實(shí)質(zhì)性突破,使得生命科學(xué)研究能實(shí)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)的多種疾病的藥物。例如,科學(xué)家已經(jīng)鑒別出了將健康細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞的蛋白質(zhì)、或者防止細(xì)胞癌變的蛋白質(zhì),利用這些發(fā)現(xiàn)將有可能開發(fā)出在血樣中檢測(cè)有關(guān)蛋白質(zhì)的技術(shù),以幫助診斷早期癌癥,并最終研制出控制癌變的藥物“開關(guān)”。新華社記者吳偉農(nóng)張小軍(新華社舊金山2月19日電)