隨著破譯生命密碼的人類基因組計劃進入尾聲,一個以蛋白質和藥物基因學為研究重點的后基因組時代已經拉開序幕,并將對科學家提出更為嚴峻的挑戰。
在此間舉行的美國科學促進協會科學年會上,走在生命科學研究最前沿的研究人員說,經過10多年的研究,科學家已經擁有一張接近完整的人類基因組圖譜,蛋白質將是他們今后的重點研究方向之一。
哈佛大學科學家麥克貝斯說,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。人體內真正發揮作用的是蛋白質,蛋白質扮演著構筑生命大廈的“磚塊”角色,其中可能藏著開發疾病診斷方法和新藥的“鑰匙”。
人類細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則相應地被稱為蛋白組。美國塞萊拉公司首席科學家文特爾在科學年會的基調演講中說,人類基因組、蛋白組和藥物是生命科學研究路上的三個階段,塞萊拉公司現已進入第二階段,即蛋白組研究。塞萊拉為此增添了大批蛋白質鑒別和分析設備,目的是每天對數百萬個蛋白質片段進行識別和分類,最終繪制出一張蛋白組圖。
記者了解到,在塞萊拉轉向蛋白組研究之前,已有幾家公司先行一步。美國“大規模生物學公司”目前擁有一個包含11.5萬種人類蛋白質的數據庫,另一家美國公司賽托根(Cytogen)則已繪制出70多族人類蛋白質中一族的相互作用圖。事實上,在過去幾年里,世界上一些主要制藥公司以及一大批規模較小的生物技術公司就已將注意力轉向蛋白質,掀起了一場尋找新蛋白質以及確定它們功能的競賽。這些公司專門分離和鑒定蛋白質、確定蛋白質之間交互作用或進行蛋白質結構分析。
最新的研究成果已經提高了科學家們對蛋白質的認識。從前,科學家認為一個基因負責制造一種蛋白質,知道基因就足以知道蛋白質。但不久前公布的人類基因組圖譜初步分析結果表明,人體只有大約3萬個基因,科學家據此認為,基因可能由許多可以按照不同組合方式拼接的片段組成,一個基因可以產生多種蛋白質。
人類基因組計劃首席科學家柯林斯說,有關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來說易于識別和分離,但蛋白質的鑒定和分離非常費時。目前測定蛋白質的技術遠遠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出100種蛋白質。據估計,人體內可能有幾十萬種蛋白質,這大概需要10年時間進行識別。但隨著越來越多的實驗室致力于開發蛋白質分離和鑒定技術,今后幾年內出現的技術將有可能使得普通實驗室每天能鑒定出幾萬種蛋白質。
可以預見,蛋白組研究將導致藥物開發方面的實質性突破,使得生命科學研究能實現其最終目標,即研制出治療包括癌癥和艾滋病等在內的多種疾病的藥物。例如,科學家已經鑒別出了將健康細胞轉化為癌細胞的蛋白質、或者防止細胞癌變的蛋白質,利用這些發現將有可能開發出在血樣中檢測有關蛋白質的技術,以幫助診斷早期癌癥,并最終研制出控制癌變的藥物“開關”。新華社記者吳偉農張小軍(新華社舊金山2月19日電)