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后基因组时代(下)——开发蛋白质(2002年12月17日)


  后基因组时代的重要成果之一是蛋白质药物开发。我国科学家自行研制的治疗病毒性肝炎和白血病的阿尔法1b干扰素,是世界上第一个采用中国人自己的基因生产的蛋白质药物,也是我国第一个已经产业化的863生物高科技项目,同时还是我国为数不多的具有完全自主知识产权的国家一类新药。

  阿尔法1b干扰素的生产与传统药物不同。科学家需要首先分离出人类的阿尔法1b干扰素基因,把它转移到大肠杆菌中去,构建工程菌,让药物基因随细菌分裂不断增殖。细菌实际上成了一个制药工厂,通过大量培养细菌,就可以源源不断地获得阿尔法1b干扰素。

  工程菌是在发酵罐里进行培养的,发酵罐的规模可以达到300升。工程菌在生长过程中产生的阿尔法1b干扰素被分泌到培养液中。要想获得阿尔法1b干扰素,需要对发酵后的培养液进行提纯,以除去工程菌和不需要的杂质。药物纯度达到95%以上才符合要求,才能放心地用于病人。

  在后基因组时代,通过对基因组和蛋白质组的深入研究,科学家还发明了蛋白质芯片诊断技术。

  蛋白质芯片其实就是一些表面经过特殊修饰的金属载体,它们可以选择性吸附不同的蛋白质,减少了样品复杂性,提高了分析效率。

  这种技术只需要取少量血液样品,就可以在分子水平上对肺癌进行早期诊断,对病人不会造成太大痛苦。诊断由专门的技术人员进行,样品点到蛋白质芯片的样品孔内,经过一些简单处理,送到阅读机上,进行处理分析。仅仅需要5~6分钟时间,蛋白质芯片阅读机就可以读出上千种蛋白质。

  北京师范大学细胞生物学研究所何大澄教授讲解到:“蓝的是从病人阅读出来的蛋白质数据,做成一个蓝的小方块,那么从正常人阅读出来的是红的,一个小圆圈。这4个蛋白都可以看到,正常人都表达得比较高,这个数量比较多,纵轴就是它的表达数量,所有病人这几个蛋白都是表达得很少。”

  通过比较正常人和肺癌病人的蛋白质,科学家找到了肺癌病人早期诊断的依据。

  蛋白质芯片还可用于分析牛奶。放牧的奶牛能够吃到各种新鲜青草,摄取的维生素和矿物质自然全面而合理,这种奶牛产的奶,蛋白质含量高,营养丰富。相比之下,圈养的奶牛就望尘莫及了。但是这两种奶牛产的奶,用肉眼很难鉴别。应用蛋白质芯片技术,可以分析这两种牛奶的蛋白质差异,从而把这两种牛奶区分开,这样,放牧的奶牛产的牛奶就可以卖到好价钱了。

  目前,蛋白质的研究和开发正日益受到人们重视,2001年5月18日,以北京师范大学为主,成立了高等学校蛋白质组学研究院,这使我国在首次蛋白质研究方面与发达国家保持同步发展。

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