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後基因組時代(下)——開發蛋白質(2002年12月17日)


  後基因組時代的重要成果之一是蛋白質藥物開發。我國科學家自行研製的治療病毒性肝炎和白血病的阿爾法1b干擾素,是世界上第一個採用中國人自己的基因生産的蛋白質藥物,也是我國第一個已經産業化的863生物高科技項目,同時還是我國為數不多的具有完全自主知識産權的國家一類新藥。

  阿爾法1b干擾素的生産與傳統藥物不同。科學家需要首先分離出人類的阿爾法1b干擾素基因,把它轉移到大腸桿菌中去,構建工程菌,讓藥物基因隨細菌分裂不斷增殖。細菌實際上成了一個制藥工廠,通過大量培養細菌,就可以源源不斷地獲得阿爾法1b干擾素。

  工程菌是在發酵罐裏進行培養的,發酵罐的規模可以達到300升。工程菌在生長過程中産生的阿爾法1b干擾素被分泌到培養液中。要想獲得阿爾法1b干擾素,需要對發酵後的培養液進行提純,以除去工程菌和不需要的雜質。藥物純度達到95%以上才符合要求,才能放心地用於病人。

  在後基因組時代,通過對基因組和蛋白質組的深入研究,科學家還發明了蛋白質芯片診斷技術。

  蛋白質芯片其實就是一些表面經過特殊修飾的金屬載體,它們可以選擇性吸附不同的蛋白質,減少了樣品複雜性,提高了分析效率。

  這種技術只需要取少量血液樣品,就可以在分子水平上對肺癌進行早期診斷,對病人不會造成太大痛苦。診斷由專門的技術人員進行,樣品點到蛋白質芯片的樣品孔內,經過一些簡單處理,送到閱讀機上,進行處理分析。僅僅需要5~6分鐘時間,蛋白質芯片閱讀機就可以讀出上千種蛋白質。

  北京師範大學細胞生物學研究所何大澄教授講解到:“藍的是從病人閱讀出來的蛋白質數據,做成一個藍的小方塊,那麼從正常人閱讀出來的是紅的,一個小圓圈。這4個蛋白都可以看到,正常人都表達得比較高,這個數量比較多,縱軸就是它的表達數量,所有病人這幾個蛋白都是表達得很少。”

  通過比較正常人和肺癌病人的蛋白質,科學家找到了肺癌病人早期診斷的依據。

  蛋白質芯片還可用於分析牛奶。放牧的奶牛能夠吃到各種新鮮青草,攝取的維生素和礦物質自然全面而合理,這種奶牛産的奶,蛋白質含量高,營養豐富。相比之下,圈養的奶牛就望塵莫及了。但是這兩種奶牛産的奶,用肉眼很難鑒別。應用蛋白質芯片技術,可以分析這兩種牛奶的蛋白質差異,從而把這兩種牛奶區分開,這樣,放牧的奶牛産的牛奶就可以賣到好價錢了。

  目前,蛋白質的研究和開發正日益受到人們重視,2001年5月18日,以北京師範大學為主,成立了高等學校蛋白質組學研究院,這使我國在首次蛋白質研究方面與發達國家保持同步發展。

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