互动科普

后基因组计划

能否在3年内成功绘出人类蛋白组图取决于如何定义“蛋白组”

Karen Hopkin

最近，从病毒、细菌到蠕虫、果蝇、花和人类等数数十种生物的全部基因组序列已被确定。目前，生物技术公司及其投资者都断言一种类似的高效率流水线作业方法可以应用于新兴的蛋白组科学，这项工作就是要编制出人类基因编码的蛋白质，并破解这些蛋白质如何发挥作用以控制细胞、器官等的行为。

2001年4月，美国盐湖城Myriad Genetics公司的研究人员宣布，他们计划在不到3年时间内绘制出完整的人类蛋白组图，从而掀起了蛋白组工作的新高潮。为了实现上述目标．Myriad公司和Hitachi及Oracle公司共同组建了Myriad Proteonics这家子公司，Hitachi和Oracle公司将提供处理人类蛋白组计划所产生之大量信息所需的硬件设施和数据库软件。

Myriad公司研究人员的人胆宣言在科技界引起了一些怀疑。波士顿Oana-Farber癌症研究所Marc Vidal指出：“绘出完整的综合蛋白组说起来容易。但是没有人明了那意味什么。”也许只有一个基困组，但说到蛋白组，在同等生理状况或病理条件下，不同的蛋白质在整个发育期间或多或少在不同时间对不同的细胞产生作用。哈佛大学医学院蛋白组研究所所长Joshua LaBaer指出，蛋白组的性质“使得难以确定我们在干什么，不单是Myriad公司如此，我们大家都是如此。”总部位于澳大利业悉尼的Proteome Systems公司首席执行官Keith I. Williams补充说：“没有一个人类蛋白组这样的东西，例如，就肝脏而言，一杯红酒下肚，你就有了另一个蛋白组。”

Myriad Genetics公司执行副总裁Sudhir Sahasrabuhe说：“‘蛋白组学(proteomics)’是一个新发明的词，因而对不同的人就有不同的含义。”对Mriad公司而言，它把蛋白组学的定义变窄了：它将集中于“系统地揭示所有的蛋白质一蛋白质相互作用，”Sahasrabudhe如此说道。掌握了细胞内蛋白质相互作用的详细情况，科学家就可开始定位生化路径中的蛋白质，并预测它们在细胞内的活动。

为完成这项事业，Myriad公司已对科学家常用于测定蛋白质某一时刻之相互作用的技术进行了产业化。其中之一就是酵母双杂交系统。该技术利用一种饵蛋白来诱导在酵母细胞内人工产生的大量目标蛋白中的相关联蛋白。诱饵连到目标蛋白就激活一种信息传送基因，从而使研究人员易于检测相互作用何时发生。

Myriad公司将采用一种“猎枪”式的方法，将许多诱饵蛋白和目标蛋白放在一起，看看到底会发生什么事情。一遍又一遍地反复分析，每天研究成千上万个反应，大量反应的真实面目就会自我暴露出来，Sallastabudhe这样说。

如果人类蛋白组包含30万至40万种蛋白质，估计每种蛋白质平均与5至l0种相关蛋白酶相互作用，那么要花3年时间才能绘出一个综合图谱。

在此基础上，问题就变成了确定哪些相互作用具有生物学意义。从物理意义上讲，两种蛋白质能够相互作用，但实际上细胞内它们可能永远部不会相逢。为了剔除这些错误的东西，Sallasrabudhe设想了一些后续研究以评价综合图中的相互作用是否与生理意义有关。

时间会告诉人们这种大规模方法会取得什么样的成功。就连Myriad公司有关蛋白组计划的正式新闻公告都夹杂着官样文章式的否定意思：“此次新闻发布包括一些前瞻性声明，它们可能经受风险和不确定素的影响，其中包括Myriad公司有能力在不到3年时间内绘出完整的人类蛋白组图谱的声明。”不管怎样，Williams说：“我们希望他们好运。”

蛋白质探索

在绘制蛋白质及其相互作用图谱这项事业中，Myriad Proteotmics并非孤军奋战。美国加州的Large Scale Biology公司2001年1月宣称，它已经完成了拥有专有权的第1份人类蛋白组样本。康涅狄格州纽黑文的Cura Gen公司也和Myriad公司一样在利用相同的双杂交系统技术绘制酵母蛋白组图。而众多实验室也在培制类似的蛋白质相互作用图谱，所有工作都在进行之中。诚然，即使不完整的数据都有助于生物学家，但只有能够公开获取这些信息，才能做到这一点。作为起步，Myriad公司打算只让其合作者和付费客户在商业渠道上获取它的数据。

【刘国忠/译 余扬/校】