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后基因组时代(上)——认识蛋白质组(2002年12月16日)


  可与阿波罗登月计划和曼哈顿原子弹计划相媲美的人类基因组计划,自1990年正式启动以来,由于技术进步和商业竞争,已于2000年6月26日比原计划提前大约5年完成。这是否意味着,生命的天书已经打开,科学家从此就掌握了生命的奥秘了呢?

  就此我们采访北京师范大学细胞生物学研究所,何大澄教授向我们介绍说:“实际上不是这样,因为基因组的测序完成,当然是一个非常重大的事件,是人类对于生命本质认识的一个重大飞跃,但是这个测序就如同我们读出来了一部从西天取来的经,但是这个经具体内容是什么,我们并没有真正了解。”

  在科学家测出了人类基因组里3万多个基因的结构以后,人类基因组计划宣告完成,但对于人类基因组的研究并没有停止,从此生命科学进入了后基因组时代。在后基因组时代,科学家还要研究人类基因组里3万多个基因的功能,进而揭示基因是怎样控制生命现象的。

  基因就好比建筑生物个体的图纸,蛋白质则是根据图纸合成的建筑材料,很显然,光有图纸是不会产生生物个体的,蛋白质在建筑生物个体和调节生命活动中起着至关重要的作用,实际上生物体的新陈代谢以及生长发育,都是由蛋白质直接参与的。

  何大澄教授说:“所有基因能够编码或者可能编码出来的所有蛋白质总和,叫做这个物种或者这个细胞的蛋白质组,比较新的是说,一个细胞或者一种组织,在某一情况、某一时刻下,它所表达的所有蛋白质,这种说法就更加动态,更加切近于生命活动的本质现象。”

  蛋白质组研究是基因组研究的深入,也是后基因组时代,生命科学研究的主要内容之一。在基因组时代,科学家已经测出了人类总共有3万多个基因,确定了这些基因在23对染色体上的位置和排列顺序,这为彻底揭开生命之谜打下了坚实基础。

  在后基因组时代,科学家需要盘点人类蛋白质组里所有种类的蛋白质,并对这些蛋白质的生理功能进行描述。他们发现,蛋白质分子是有机大分子,它本身是一条长链,这和基因有点儿像。

  然而基因仅由A、G、C、T4种碱基组成,蛋白质则是由20种氨基酸组成的,蛋白质的建筑材料种类是基因的5倍。这就好比盖房子,建筑材料种类越丰富,盖的房子花样必然也越多,因而蛋白质种类要远远多于基因。

  由于蛋白质直接参与生物体组成,这就解释了为什么自然界里的生物如此丰富多样,是蛋白质构筑了五彩缤纷的生命大厦,生命的世界就是蛋白质的世界,蛋白质的世界是这样美丽而奇妙。

  蛋白质组研究代表着21世纪生命科学的最前沿,也是现代科学十大前沿研究领域之一。随着蛋白质组研究的不断深入,将会产生巨大的经济社会效益。

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