人體里的蛋白質宇宙

發(fā)布日期：2023-03-01 作者：康為點擊：

光明圖像/視覺中國

分子世紀，科學家發(fā)掘蛋白質的品種、含量、本質、構造、時空定位并且動態(tài)改變與生命健康息息有關，是疾病爆發(fā)最根基的元素。細胞內外有無數(shù)的蛋白質“機械”，它們總是處于動態(tài)運行之中，指示著當下生命體的健康狀況和疾病進展狀況。假設可以通過技術對蛋白質的及時狀況進行丈量，咱們就有也許開拓疾病爆發(fā)、成長的法則，并開發(fā)愈加有效的醫(yī)治方式。

1 “暗物質”蛋白質世界：生在基因，命在蛋白

提到生命科學，大家也許對基因更為熟識，而對相對年青的蛋白質科學則鮮有了解。事實上，固然基因譜寫了生命的藍圖，但其僅是一維的線性序列。基因通過轉錄翻譯，表示為蛋白質，才構成了三維世界的動態(tài)生命體。如毛蟲化蝶、蝌蚪變蛙，其個人基因不曾變化；1個人從降生到滅亡，基因組也根本維持安穩(wěn)。這類生命流程的變化，背后是無數(shù)蛋白質的動態(tài)驅動。中國科學院院士賀福初老師有句話總結得好，“生在基因，命在蛋白”。

在一維空間，永遠不能解讀三維空間的高難性。相較而言，蛋白質的高難性要比基因高于不少。首先，一類基因闊以表示成多種蛋白質；其次，蛋白質會像扭曲金剛同樣不停在時空中爆發(fā)改變；另外，蛋白質處于不停的形成和降解的平衡中，有多種多樣的翻譯后潤飾變體，且能構成高難的復合物，等等。

人體究竟有多少種蛋白質？據(jù)預計，已知的起碼有兩萬種，預判起碼有16萬種以上。加之多個蛋白質組成的不同變體及潤飾，蛋白質的品種也許超越千萬。

而蛋白質組又是甚麼？蛋白質組的概念最早在1994年被提出，被定論為“由1個基因組所表示的一切蛋白質”。

蛋白質組學研發(fā)面對多大的戰(zhàn)斗呢？若想在1個成年人體內搜到某個蛋白質，就如在千萬條江河中尋找一滴水。在某種意義上，每1個人體都闊以視作由蛋白質機械為主組成的“蛋白質宇宙”。因為研發(fā)難度過高、須要高難的技術措施等種種原因，咱們對人體的蛋白質宇宙知之甚少，這個行業(yè)是生命科學中最前端、最有戰(zhàn)斗性的方向之一。

據(jù)預計，現(xiàn)在95%以上的人類蛋白質組性能研發(fā)都聚焦于約5000種研發(fā)較多的人類蛋白質，而人體內還存在著1個較大的“暗物質”蛋白質世界——這類沒有或者很少被研發(fā)的蛋白質越來越無人問津；而事實上，這類性能未知的蛋白質也許把握著翻開解決人類重要疾病的鑰匙，如癌癥、阿爾茲海默癥并且多種稀有病。

現(xiàn)在，在世界首要發(fā)達國家，科技界和工業(yè)界已然漸漸認知到蛋白質組的首要性。2018年，我國科技部組織遴選了一批國際大科學策劃培養(yǎng)項目，由賀福初老師引領的“人類蛋白質組策劃2.0暨蛋白質組驅動的精確醫(yī)學”項目是首批開啟的3個項目之一。2022年2月2日，美國總統(tǒng)拜登重啟了奧巴馬世紀的“癌癥登月策劃”，而蛋白質組正是這個項目標最首要的方向之一。就在不久前，含蓋我國科學家在內的六國科學家也在世界范疇內聯(lián)合發(fā)動了一項“未十足研發(fā)的蛋白質”調研，并在國際學術期刊《自然》的系列子刊上刊登了對于該調研的文章，呼吁更多研發(fā)職員和科學家添加該項研發(fā)，解密那些未知的“暗物質”蛋白質世界，不停加大人類對生命活動領悟的邊緣。

2 蛋白質組+AI：新技術破解疾病醫(yī)治“暗碼”