□边德
【导读】
5月28日出版的英国新一期《自然》杂志，公布了人类蛋白质组草图绘制工作的里程碑成果：两个小组发表了对人体组织、体液和细胞所做的质谱分析，标绘了人类蛋白质组草图。
解释人为什么会生老病死
如果说基因是描述生命奥秘的图纸，蛋白质就是构成生命的具体建筑材料。在人类基因组草图完成后，科学家尚不能借此完全解释生命现象，因为有些基因信息不会真的表达为蛋白质，而人类的生、老、病、死也只有在蛋白质这个更直接的层面上才能得到解释。因此，如果想要阐释人类生命活动及其病理机制的实质，必须绘制人类蛋白组。
20世纪90年代，人类基因组计划开始成形时，有科学家提出了破译人类蛋白质组的想法。其目标是将人体所有蛋白质归类并描绘出它们的特性、在细胞中所处的位置以及蛋白质之间的相互作用。中国科学家在这个工程中，主要负责人类肝脏蛋白组计划。但人类蛋白质组的规模和复杂性使此类研究困难重重。
比基因组研究更精细
两个国际小组在《自然》杂志上分别公布的这份人类蛋白质组第一张草图，描述的是这些在大部分非患病人体组织和器官中表达的精选蛋白，为更好地理解疾病状态下发生的机体变化，奠定了坚实的基础。
约翰·霍普金斯大学的Akhilesh Pandey及同事识别出17294个蛋白编码基因，并通过表达分析提供了存在受组织限制和受细胞限制的蛋白的证据。通过从注解的假基因、非编码RNA和未翻译的区域识别翻译的蛋白，他们显示了“蛋白基因组”分析的重要性。他们的数据集可在www.humanproteomemap.org这个网址获得。
德国慕尼黑工业大学的Bernhard Kuster及同事为“蛋白质组数据库”(ProteomicsDB，可在www.proteomicsdb.org/这个网址获得)中的18097个基因获得了蛋白证据，展示了这种数据的用途——如用于识别数百个翻译的lincRNAs和对药物敏感的标记以及用于发现mRNA和组织中的蛋白水平之间的定量关系等。
在本期《自然》的其他地方，Vivien Marx报告了第三个大型蛋白质组项目，即基于抗体的“人类蛋白图集”(Human Protein Atlas)项目。
德国慕尼黑工业大学等机构研究人员报告称，尽管人类已对基因组有所了解，但大约2万个编码基因中，哪些会指导合成蛋白质、合成哪些蛋白质都是未知数。为探明这一问题，他们从人体多个组织样本和细胞系中提取蛋白质并将它们“切”成小块，然后用质谱分析法分析出形成每个蛋白质片段所需的氨基酸序列。
精细排查“假基因”
研究人员借助计算机对这些蛋白质片段与基因组进行了大量比对工作，并据此列出一张“清单”，描绘出哪些组织中的哪些基因表达与蛋白质的形成有关。在另一项研究中，美国约翰·霍普金斯大学研究人员与印度等国同行也采用质谱分析法绘制出一张蛋白质组草图。
这两个团队均发现，有数百种蛋白质是由此前认为不具备相关功能的DNA片段(脱氧核糖核酸)及“假基因”形成，“假基因”是指由于发生突变，丧失原有功能的基因。此外，他们还发现了一些与蛋白质产生无关的“多余”基因。
研究人员表示，绘制人类蛋白质组图谱有助于了解人体内蛋白质的出处、功能和特性，这对于生命科学、医学等领域都有重要意义。而蛋白质组学研究的关键技术包括质谱分析、X射线晶体学、核磁共振和凝胶电泳。
