蛋白质统治时代(一)
http://www.100md.com
2002年6月11日
蛋白质组学是生物技术领域的“新新事物”，热衷于这一领域的学者正在争相研究我们人体内蛋白质的种类，以及蛋白质分子之间形成网络结构的机理。这些努力会给人类带来更多、更好的药物。
该让位了，基因组
基因组备受瞩目的统治时期行将结束，科学家现在已经把关注的焦点转移到了人类蛋白质组——人体组织和细胞制造的各种各样的蛋白质。虽然人类基因组包含了我们身体的全部遗传信息，但那也只是制造蛋白质的原材料，而构成细胞并发挥各种功能则是由蛋白质来完成的。蛋白质也是机体各种不同类型细胞之间差异的决定因素，尽管所有的细胞都拥有同样的基因组，但在不同的细胞内会有不同的基因处在活跃状态，从而合成不同的蛋白质。同样，病变细胞和正常细胞的差异在很大程度上也是由功能基因及其合成蛋白质的不同来决定的。
在各大公司和学术界工作的科学家正试图列出所有的蛋白质种类，并揭示他们之间的相互作用，其最终的目的则是发明疗效更高、副作用更小的新药。
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实现这个目的并非易事。研究蛋白质要比研究基因困难得多，生物技术公司都在全力开发最好的技术和实验仪器，这方面的竞争已经全面展开。至少有一家公司预言将在3年内破译蛋白质组，而设法弄清各种蛋白质之间复杂的相互作用则是其中重要的环节。同时，联邦政府的科研计划也在为学术界提供经费，支持他们研究癌细胞中和血清液体成分中的蛋白质组。
研究人员已经取得了重要进展。在1月份，有2个研究组分别报告了他们应用一种细胞生物学常用研究模型——啤酒酵母，成功地描绘出蛋白质相互作用的概况。还有科学家在2月份宣布，他们利用蛋白质组学技术成功地开发了一种准确地诊断早期卵巢癌的试剂。
蛋白质组学正在成为一个巨大的产业。Frost＆Sullivan公司的Burlingame说：在人体内的蛋白质约有30%-59%是未知或功能不明的，但我们已经具备了快速探究人类蛋白质组的能力，在未来几年内将会取得重大进展。
蛋白质组工厂
, 百拇医药
科学家在试图弄清某些特定的组织或细胞会产生哪些蛋白质时，常需要借助2种技术：二维凝胶电泳(2-D凝胶)和质谱技术。利用2-D凝胶，科学家把蛋白质混合物加到薄薄的凝胶一侧，先在一个方向上电泳，将不同(质量)大小的蛋白质分子区分开，然后在与其相垂直的另一个方向上再次电泳，分离带不同电荷的蛋白质。蛋白质的分子量大小和带电情况各不相同，这样就会在凝胶上出现在各自相应的位点上。研究人员把凝胶上不同位置的点切下来，再利用其它技术就可鉴定各个点中所含蛋白质的特性了。将两种组织分别进行2-D凝胶电泳，通过比较所出现的点的差异，可以找出一种组织合成而另一种组织不能合成的蛋白质。
质谱技术利用磁场或电场，根据各种蛋白质的不同原子构成而将它们区分开，其结果是在曲线图上显示出一个特殊的峰。无论2-D凝胶电泳还是质谱技术，目前都还有不尽如人意的地方。众所周知，2-D凝胶电泳操作比较困难，而且无法分离特别大或特别小或者那些跨膜的蛋白质分子。而质谱技术的费用相当昂贵(一台仪器的价格超过50万美元)，对于微量的蛋白质有时也难以检测出来。
, 百拇医药
不过，一些公司正在对这些方法进行改进，以便能像人类基因组计划那样实现大规模工业化操作。人类基因组计划的核心设备是应用生物系统公司所拥有的DNA测序仪ABI3700。应用生物系统公司现在隶属于Applera，后者还包括有塞莱拉基因组公司，他们跟政府联合于2000年完成了人类基因组测序)。1月份，应用生物系统公司将他们研制的质谱4700蛋白质组学分析仪公诸于众，并宣布已与PerkinElmer和Millipore公司达成协议，提供2-D凝胶自动电泳和分析系统。公司负责人希望这些自动化设备能大大提高科学家的效率，使他们在数日内就能完成以往要数月甚至数年才能完成的工作。
但是，这些新的实验设备是否符合蛋白质组学的标准还有待于进一步观察。Applera的竞争者Agilent公司的生命科学研究与开发战略顾问，大林勒·所罗门指出：“不会有任何一种工具可以主宰蛋白质组学工业，这个领域所涵盖的范围实在是太大了。”
与此同时，像盐湖城的Myriad Genetics、日内瓦的GeneProt、加州的Large Scale Biology、多伦多的MDS Proteomics等这样一些公司也加快了他们建立自己蛋白质组工厂的步伐，有些还引入了机器人自动化技术。Myriad去年宣布，它和日立公司、美国甲骨文公司(Oracle)联合投资1.85亿美元，计划在3年内破译整个人类蛋白质组，这项计划已于今年1月正式启动。Celera公司投入了将近10亿美元用于蛋白质组学研究，其创始人克里格·芬特已于1月份辞去总裁职务，而公司宣布他们正在寻找一位在药物开发方面更有经验的继任者，这表明该公司的经营模式正在发生改变，从单靠向其它公司出售其基因组学和蛋白质组学数据逐渐转向研究开发他们自己的药物。
对这种庞大计划，批评者指出，人体内的蛋白质组并不是单一的，如胰腺所制造的蛋白质和脑制造的蛋白质种类就大不相同，而且还都处在不断变化之中，喝一杯酒就可能改变体内的蛋白质合成。MDS Proteomics的科学主管迈克·摩兰进一步解释说：每一种状况——增加或去掉疾病的影响，增加或去掉药物的干扰，都会产生不同的蛋白质组。
换句话说，列出人体内蛋白质的种类就已是如此复杂了，要了解各种蛋白质在体内的作用并开发有用的药物，则还需要进一步明确不同细胞之间以及同一种细胞在不同条件下所表达蛋白质的差异。另外，还必须知道各种蛋白质如何协同作用，从而实现细胞母髦止δ芑钚浴?-未完-, 百拇医药
该让位了，基因组
基因组备受瞩目的统治时期行将结束，科学家现在已经把关注的焦点转移到了人类蛋白质组——人体组织和细胞制造的各种各样的蛋白质。虽然人类基因组包含了我们身体的全部遗传信息，但那也只是制造蛋白质的原材料，而构成细胞并发挥各种功能则是由蛋白质来完成的。蛋白质也是机体各种不同类型细胞之间差异的决定因素，尽管所有的细胞都拥有同样的基因组，但在不同的细胞内会有不同的基因处在活跃状态，从而合成不同的蛋白质。同样，病变细胞和正常细胞的差异在很大程度上也是由功能基因及其合成蛋白质的不同来决定的。
在各大公司和学术界工作的科学家正试图列出所有的蛋白质种类，并揭示他们之间的相互作用，其最终的目的则是发明疗效更高、副作用更小的新药。
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实现这个目的并非易事。研究蛋白质要比研究基因困难得多，生物技术公司都在全力开发最好的技术和实验仪器，这方面的竞争已经全面展开。至少有一家公司预言将在3年内破译蛋白质组，而设法弄清各种蛋白质之间复杂的相互作用则是其中重要的环节。同时，联邦政府的科研计划也在为学术界提供经费，支持他们研究癌细胞中和血清液体成分中的蛋白质组。
研究人员已经取得了重要进展。在1月份，有2个研究组分别报告了他们应用一种细胞生物学常用研究模型——啤酒酵母，成功地描绘出蛋白质相互作用的概况。还有科学家在2月份宣布，他们利用蛋白质组学技术成功地开发了一种准确地诊断早期卵巢癌的试剂。
蛋白质组学正在成为一个巨大的产业。Frost＆Sullivan公司的Burlingame说：在人体内的蛋白质约有30%-59%是未知或功能不明的，但我们已经具备了快速探究人类蛋白质组的能力，在未来几年内将会取得重大进展。
蛋白质组工厂
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科学家在试图弄清某些特定的组织或细胞会产生哪些蛋白质时，常需要借助2种技术：二维凝胶电泳(2-D凝胶)和质谱技术。利用2-D凝胶，科学家把蛋白质混合物加到薄薄的凝胶一侧，先在一个方向上电泳，将不同(质量)大小的蛋白质分子区分开，然后在与其相垂直的另一个方向上再次电泳，分离带不同电荷的蛋白质。蛋白质的分子量大小和带电情况各不相同，这样就会在凝胶上出现在各自相应的位点上。研究人员把凝胶上不同位置的点切下来，再利用其它技术就可鉴定各个点中所含蛋白质的特性了。将两种组织分别进行2-D凝胶电泳，通过比较所出现的点的差异，可以找出一种组织合成而另一种组织不能合成的蛋白质。
质谱技术利用磁场或电场，根据各种蛋白质的不同原子构成而将它们区分开，其结果是在曲线图上显示出一个特殊的峰。无论2-D凝胶电泳还是质谱技术，目前都还有不尽如人意的地方。众所周知，2-D凝胶电泳操作比较困难，而且无法分离特别大或特别小或者那些跨膜的蛋白质分子。而质谱技术的费用相当昂贵(一台仪器的价格超过50万美元)，对于微量的蛋白质有时也难以检测出来。
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不过，一些公司正在对这些方法进行改进，以便能像人类基因组计划那样实现大规模工业化操作。人类基因组计划的核心设备是应用生物系统公司所拥有的DNA测序仪ABI3700。应用生物系统公司现在隶属于Applera，后者还包括有塞莱拉基因组公司，他们跟政府联合于2000年完成了人类基因组测序)。1月份，应用生物系统公司将他们研制的质谱4700蛋白质组学分析仪公诸于众，并宣布已与PerkinElmer和Millipore公司达成协议，提供2-D凝胶自动电泳和分析系统。公司负责人希望这些自动化设备能大大提高科学家的效率，使他们在数日内就能完成以往要数月甚至数年才能完成的工作。
但是，这些新的实验设备是否符合蛋白质组学的标准还有待于进一步观察。Applera的竞争者Agilent公司的生命科学研究与开发战略顾问，大林勒·所罗门指出：“不会有任何一种工具可以主宰蛋白质组学工业，这个领域所涵盖的范围实在是太大了。”
与此同时，像盐湖城的Myriad Genetics、日内瓦的GeneProt、加州的Large Scale Biology、多伦多的MDS Proteomics等这样一些公司也加快了他们建立自己蛋白质组工厂的步伐，有些还引入了机器人自动化技术。Myriad去年宣布，它和日立公司、美国甲骨文公司(Oracle)联合投资1.85亿美元，计划在3年内破译整个人类蛋白质组，这项计划已于今年1月正式启动。Celera公司投入了将近10亿美元用于蛋白质组学研究，其创始人克里格·芬特已于1月份辞去总裁职务，而公司宣布他们正在寻找一位在药物开发方面更有经验的继任者，这表明该公司的经营模式正在发生改变，从单靠向其它公司出售其基因组学和蛋白质组学数据逐渐转向研究开发他们自己的药物。
对这种庞大计划，批评者指出，人体内的蛋白质组并不是单一的，如胰腺所制造的蛋白质和脑制造的蛋白质种类就大不相同，而且还都处在不断变化之中，喝一杯酒就可能改变体内的蛋白质合成。MDS Proteomics的科学主管迈克·摩兰进一步解释说：每一种状况——增加或去掉疾病的影响，增加或去掉药物的干扰，都会产生不同的蛋白质组。
换句话说，列出人体内蛋白质的种类就已是如此复杂了，要了解各种蛋白质在体内的作用并开发有用的药物，则还需要进一步明确不同细胞之间以及同一种细胞在不同条件下所表达蛋白质的差异。另外，还必须知道各种蛋白质如何协同作用，从而实现细胞母髦止δ芑钚浴?-未完-, 百拇医药