解码生命的“密钥”
提起蛋白质,大家并不陌生。它是生物体内一种极为重要的高分子有机物,约占人体干重的54%。
不过,“蛋白质组”一词却鲜有人了解。其实,蝴蝶由卵变虫、成蛹、再破茧成蝶,幕后“操盘者”并非基因组,而是蛋白质组。“1994年澳大利亚科学家率先提出蛋白质组这个概念,指某个时刻、某个组织、器官或个体中所有蛋白质的集合。”贺福初说。
科学家们之所以对蛋白质组产生浓厚兴趣,还要从人类基因组计划说起。2003年4月,耗资27亿美元、经由6国科学家历时13年奋战的人类基因组计划,以人类基因组序列图的绘制完成为标志,画上了句号。
没想到,更大的挑战还在后头——“科学界曾经认为,只要绘制出了人类基因组序列图,就能了解疾病的根源,但是错了”。国际蛋白质组组织启动计划主席萨姆·哈纳什说,事实上,我们此时只了解10%的基因的功能,剩下的90%仍是未知的。
“人类基因组计划并不像事前所预期的那样,能够逾越蛋白质这一生物功能的执行体层次,揭示人类生、老、病、死的全部秘密。基因组序列只是提供了一维遗传信息,而更复杂的多维信息发生在蛋白质组层面。”贺福初表示。
就人体而言,各个器官的基因组是一样的,而它们之所以形态、功能各异,正是其结构与功能的物质基础——不同的蛋白质组在“操盘”。“就像蛹化蝶,无论形态如何变化,基因组是不变的。”军事医学科学院放射与辐射医学研究所研究员钱小红说,人的每一种生命形态,都是特定蛋白质组在不同时间、空间出现并发挥功能的结果。比如,某些蛋白质表达量偏离常态,就能够表征人体可能处于某种疾病状态。
“无论是正常的生理过程还是病理过程,最直接的体现是蛋白质以及它们的集合体——蛋白质组。”上述专家们表示。“生,源于基因组;命,却一定由蛋白质组决定。只有蛋白质组才能根本阐释生命。”贺福初说。
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