一文了解拜登重点关注的这个领域——蛋白质组学技术与应用进展

仪器信息网讯 在生命科学领域，有两大史诗级的国际研究计划，一是人类基因组计划，一是人类蛋白质组计划。然而，相比于人类基因组计划的家喻户晓，人类蛋白质组计划却几乎默默无闻。这是为什么呢?

　　在中学生物课里，我们都学过人体所有的细胞、器官、组织等都主要是蛋白质构成的，所有疾病症状也都是蛋白质造成的，而基因是蛋白质的蓝图。于是科学家们曾经幻想，只要将人类基因组全部测定，就能把蛋白质研究清楚，揭开人体的奥秘。于是人类基因组计划于1990年启动，至2003年完成。但很快科学界发现，测定了基因组序列，远不能理解生命和疾病。“科学界曾经认为，只要绘制出人类基因组序列图，就能了解疾病的根源。但我们错了。”国际人类蛋白质组组织(Human Proteome Organization, HUPO)首任主席萨姆·哈纳什说。

　　基因组是静态的，一个人身上的每个细胞在正常状态下都拥有一套相同的基因组，且终生不变，但我们看到各种器官的形态和功能有着巨大的差别。这是因为一个基因往往可以产生几种甚至几百种不同的蛋白质，不同的蛋白质的功能截然不同;蛋白质组比基因组复杂千百倍，而且随时空不断变化。于是，在人类基因组计划完成后，国际人类蛋白质组组织HUPO于2003年12月16日正式启动国际“人类蛋白质组计划”(Human Proteome Project,HPP)，力图鉴定所有人类蛋白质，作为研究蛋白质分子功能、推进疾病的诊断和治疗的重要资源。

　　蛋白质组，是指一个基因组、一个细胞或组织、一种生命体所表达的全部蛋白质。蛋白质组研究，是在整体水平上研究细胞、组织乃至整个生命体内蛋白质组成及其活动规律的科学，由此从蛋白质水平上获得关于疾病发生、发展、转归等过程整体而全面的认识。而蛋白质组学是一门新兴但发展迅速的学科。近年来，国际上主要发达国家和地区纷纷加大了对蛋白质组学的支持力度，这一研究领域也由此成为各强国科技角力的新战场。

　　美国第46任总统拜登就曾出席抗癌登月计划(该计划为奥巴马于2016年1月28日签署总统备忘录，设立以副总统拜登为首的“白宫抗癌登月计划特别小组”，引起医学界广泛关注。)，他也公开出席了一些学术会议，其中他很看重的一个会议就是HUPO 人类蛋白质组学会。

　　2017年9月16日，时任美国第47任副总统约瑟夫·拜登(Joseph R.Biden Jr.)在人类蛋白质组组织(HUPO 2017)全球领导力晚宴上发表主旨演讲

　　彼时，我国贺福初院士作为首批国际专家，在HUPO论证会上提议按照人体的器官/组织进行国际分工，并率先提出人体首个器官(肝脏)蛋白质组计划(Human Liver Proteome Project,HLPP),提出建立蛋白质组“两谱、两图、三库”的战略目标，即建立肝脏蛋白质组表达谱、修饰谱、网络图、定位图、样本库、数据库和抗体库，得到国际同行的认可。

　　图源：He F.Mol Cell Proteomics,2005

　　不仅如此，中国人类蛋白质组计划(Chinese Human Proteome Project ,CNHPP)也于2014年6月10日全面启动实施，这是中国科学界乃至世界生命科学领域一件具有里程碑意义的大事。该计划是以中国重大疾病的防治需求为牵引，发展蛋白质组研究相关设备及关键技术，绘制人类蛋白质组生理和病理精细图谱、构建人类蛋白质组“百科全书”。

　　位于北京市昌平区中关村生命科学园的国家蛋白质科学中心——北京(凤凰中心)就是“中国人类蛋白质组计划”的主要研究基地，有关人类蛋白质组的庞大数据这些年就在这栋建筑中陆续被测量和解读。

　　2018年凤凰中心验收时的产出成果

　　Phoenix即凤凰工程，全称为“Pilot Hub Of ENcyclopedic ProteomIX”，自2004年起历时14年从论证、立项、设计、建设、安装、调试至完成验收。CNHPP是中国人类蛋白质组计划，以中国重大疾病的防治需求为牵引，发展蛋白质组研究相关设备及关键技术，构建人类蛋白质组“百科全书”。秦钧在报告中也总结到，蛋白质组学技术发展的方向为：准、深、快、稳。

　　在应用研究上，蛋白质组学已成为发现新型生物标志物、新药物靶标的重要途径，已成为生物医药产业及其相关产业发展的新生长点，此外，蛋白质组学通过研究疾病不同阶段相关蛋白质变化、对疾病诊断和治疗领域具有应用价值和指导意义。而蛋白质组的研究实质上是在细胞水平上对蛋白质进行大规模的平行分离和分析，往往要同时处理成千上万种蛋白质。因此，发展高通量、高灵敏度、高准确性的研究技术平台对于蛋白质组学研究至关重要。可以认为，蛋白质组学的发展将对今后20-50年的国际生命科学研究和健康医疗产业的格局产生重大深远的影响。

　　2021年3月18日，仪器信息网举办了“蛋白质组学技术与应用进展”主题研讨会，会议邀请到北京蛋白质组研究中心秦钧主任、西湖大学郭天南特聘研究员、中山大学李惠琳教授以及南方科技大学的田瑞军教授分别从蛋白质组学在精准医疗、生物医学等领域的最新应用进展进行了精彩的报告分享。

点击图片观看北京蛋白质组研究中秦钧主任 报告视频回放

点击图片观看西湖大学郭天南特聘研究员报告视频回放

点击图片观看中山大学李惠琳教授报告视频回放

点击了解了解“2021年蛋白质组学技术与应用进展”主题网络研讨会的更多报告信息：

　　https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/PROTEOMIC2021/