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後基因組時代(上)——認識蛋白質組(2002年12月16日)


  可與阿波羅登月計劃和曼哈頓原子彈計劃相媲美的人類基因組計劃,自1990年正式啟動以來,由於技術進步和商業競爭,已于2000年6月26日比原計劃提前大約5年完成。這是否意味著,生命的天書已經打開,科學家從此就掌握了生命的奧秘了呢?

  就此我們採訪北京師範大學細胞生物學研究所,何大澄教授向我們介紹説:“實際上不是這樣,因為基因組的測序完成,當然是一個非常重大的事件,是人類對於生命本質認識的一個重大飛躍,但是這個測序就如同我們讀出來了一部從西天取來的經,但是這個經具體內容是什麼,我們並沒有真正了解。”

  在科學家測出了人類基因組裏3萬多個基因的結構以後,人類基因組計劃宣告完成,但對於人類基因組的研究並沒有停止,從此生命科學進入了後基因組時代。在後基因組時代,科學家還要研究人類基因組裏3萬多個基因的功能,進而揭示基因是怎樣控制生命現象的。

  基因就好比建築生物個體的圖紙,蛋白質則是根據圖紙合成的建築材料,很顯然,光有圖紙是不會産生生物個體的,蛋白質在建築生物個體和調節生命活動中起著至關重要的作用,實際上生物體的新陳代謝以及生長髮育,都是由蛋白質直接參與的。

  何大澄教授説:“所有基因能夠編碼或者可能編碼出來的所有蛋白質總和,叫做這個物種或者這個細胞的蛋白質組,比較新的是説,一個細胞或者一種組織,在某一情況、某一時刻下,它所表達的所有蛋白質,這種説法就更加動態,更加切近於生命活動的本質現象。”

  蛋白質組研究是基因組研究的深入,也是後基因組時代,生命科學研究的主要內容之一。在基因組時代,科學家已經測出了人類總共有3萬多個基因,確定了這些基因在23對染色體上的位置和排列順序,這為徹底揭開生命之謎打下了堅實基礎。

  在後基因組時代,科學家需要盤點人類蛋白質組裏所有種類的蛋白質,並對這些蛋白質的生理功能進行描述。他們發現,蛋白質分子是有機大分子,它本身是一條長鏈,這和基因有點兒像。

  然而基因僅由A、G、C、T4種鹼基組成,蛋白質則是由20種氨基酸組成的,蛋白質的建築材料種類是基因的5倍。這就好比蓋房子,建築材料種類越豐富,蓋的房子花樣必然也越多,因而蛋白質種類要遠遠多於基因。

  由於蛋白質直接參與生物體組成,這就解釋了為什麼自然界裏的生物如此豐富多樣,是蛋白質構築了五彩繽紛的生命大廈,生命的世界就是蛋白質的世界,蛋白質的世界是這樣美麗而奇妙。

  蛋白質組研究代表著21世紀生命科學的最前沿,也是現代科學十大前沿研究領域之一。隨著蛋白質組研究的不斷深入,將會産生巨大的經濟社會效益。

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