在“后基因組時(shí)代”，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了許多生命活動(dòng)與疾病治療的“秘密”。不過，要想從根本上闡釋生命，就必須找到一種方法，能跟蹤、觀測(cè)生命體活動(dòng)中真實(shí)狀態(tài)的蛋白質(zhì)?！拔覀円獮榕c人體生命活動(dòng)密切相關(guān)的2萬余種蛋白質(zhì)貼上‘二維碼’標(biāo)簽，編撰一本生命科學(xué)領(lǐng)域的《辭海》?！敝袊茖W(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）研究員李勁松說。而他口中的這本“辭?！币殉蹙唠r形——由中國科學(xué)家主導(dǎo)的基因組標(biāo)簽計(jì)劃（GTP）進(jìn)展順利，已給600余個(gè)蛋白質(zhì)加上標(biāo)簽并建立細(xì)胞系。“我們歡迎全球志同道合的科學(xué)家加入我們，在5年時(shí)間標(biāo)完2.2萬余個(gè)蛋白，再用5年時(shí)間培養(yǎng)5000只攜帶標(biāo)簽的小鼠?！?/p>

　　“中國技術(shù)”摸索蛋白質(zhì)研究新路

　　“研究蛋白質(zhì)需要抗體去識(shí)別?！崩顒潘山忉?。然而，抗體的制備并不簡單，給科學(xué)研究帶來很多不便。本世紀(jì)初，科學(xué)家們嘗試在基因中插入一段用于標(biāo)簽的多肽序列。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)被產(chǎn)生時(shí)，自動(dòng)帶上了這塊“二維碼”，就像只需手機(jī)“掃一掃”一樣，科學(xué)家只需準(zhǔn)備一種或幾種抗體即可識(shí)別“標(biāo)簽”蛋白質(zhì)。

　　在單細(xì)胞生物酵母中，這種方法成功了；在線蟲、果蠅等模式動(dòng)物中也行之有效。可哺乳動(dòng)物成了這種方法的“攔路虎”?！翱茖W(xué)家們?cè)鴩L試用CRISPR-Cas9將‘標(biāo)簽’基因插入到對(duì)應(yīng)的基因中，可也在生殖過程中帶來了新問題。”李勁松介紹。2012年，他和研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了“人造精子細(xì)胞”技術(shù)，可以低成本、高效率、大規(guī)模地生產(chǎn)帶有“二維碼”的小鼠。

　　利用這種技術(shù)，可以用一個(gè)精子細(xì)胞繁殖出成百上千只遺傳背景一模一樣的實(shí)驗(yàn)小鼠?！拔覀冎恍栌没蚓庉嫾夹g(shù)，生產(chǎn)出帶有準(zhǔn)確蛋白質(zhì)標(biāo)簽的精子細(xì)胞，就可以在需要時(shí)，繁殖出帶有特定蛋白質(zhì)標(biāo)簽的小鼠?！崩顒潘杀硎荆翱茖W(xué)家可以直接跟蹤這些帶上標(biāo)簽的蛋白質(zhì)，觀察它們?cè)谏顒?dòng)中的表現(xiàn)。”

　　“中國計(jì)劃”引領(lǐng)蛋白質(zhì)研究未來

　　在李勁松看來，此前的蛋白質(zhì)研究還停留在“盲人摸象”的階段，而“基因組標(biāo)簽計(jì)劃”的開展能將之帶入“精準(zhǔn)導(dǎo)航”的時(shí)代?！叭祟惢蚪M計(jì)劃花費(fèi)了30億美元，測(cè)出了30億個(gè)堿基對(duì)。我相信我們能用5到10年時(shí)間，為蛋白質(zhì)研究帶來革命性的變化?！崩顒潘珊苡行判?。

　　兩年前，李勁松在一次研討會(huì)上首次提出了GTP項(xiàng)目設(shè)想。兩個(gè)月不到的時(shí)間，他所在的中科院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生化與細(xì)胞所）就通過中國科學(xué)院先導(dǎo)計(jì)劃B項(xiàng)目，撥給他200萬元經(jīng)費(fèi)，以便他立即著手探索。當(dāng)年10月，上海市科委為該項(xiàng)目啟動(dòng)了“科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”，支持經(jīng)費(fèi)2000萬元。12月，分子細(xì)胞中心GTP研究中心成立。

　　如今，GTP網(wǎng)站已對(duì)外開放，全球科學(xué)家都可查詢或定制自己需要的標(biāo)簽細(xì)胞或小鼠?！懊總€(gè)蛋白各不相同，標(biāo)簽放在哪里很關(guān)鍵。我們要利用技術(shù)體系的優(yōu)勢(shì)，在體外實(shí)驗(yàn)中摸索。”李勁松告訴記者，“現(xiàn)在添加的標(biāo)簽蛋白質(zhì)還不夠小，也不夠靈敏，這些都是未來我們需要突破的地方?！?/p>

　　在他心中，最核心的關(guān)鍵還是構(gòu)建平臺(tái)，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的、盡可能大的標(biāo)簽文庫，然而光靠一個(gè)實(shí)驗(yàn)室顯然力有不逮。他希望培訓(xùn)更多技術(shù)人員，啟動(dòng)由我國科學(xué)家主導(dǎo)的“基因組標(biāo)簽”國際大科學(xué)計(jì)劃，為更多蛋白質(zhì)貼上“二維碼”?！按笠?guī)模的標(biāo)簽蛋白質(zhì)細(xì)胞庫和小鼠庫建成后，影響會(huì)很大?！彼裤降溃翱茖W(xué)家們就能繪制全基因組蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)圖譜，探尋蛋白質(zhì)如何調(diào)控生命活動(dòng)。”

　　原載于新民網(wǎng) 2019年11月18日

　　作者：郜陽