誰是蛋白質質譜與蛋白質組學領域世界第一牛人?

2020-12-14 儀器信息網

  俗話說:文無第一,如果非要整出個蛋白質質譜與蛋白質組學領域世界第一牛人,顯然並不是一件容易的事,也註定是一件有爭議的事。作為一個半路出家的準業內人,我就本著無知者無畏的革命精神,說一下我自己心目中的第一牛人:Ruedi Aebersold。

  考慮到科學網的大多數網友對蛋白質組學並不了解,先簡單科普一下,根據百度百科的定義:「蛋白質組學(Proteomics)一詞,源於蛋白質(protein)與 基因組學(genomics)兩個詞的組合,意指「一種基因組所表達的全套蛋白質」,即包括一種細胞乃至一種生物所表達的全部蛋白質。」 1995年(也有1994,1996年之說)Marc Wikins首次提出蛋白質組(Proteome)的概念1,1997年, Peter James(就職於有歐洲MIT之稱的瑞士聯邦工學院(ETH))又在此基礎上率先提出蛋白質組學的概念2。基因組學和蛋白質組學的概念又進一步催生了N多的各種各樣的組學(omics),兩者的誕生的發展,也使系統生物學成為可能,本文的主人公Ruedi Aebersold與Leroy Hood一起於2000年在美國西雅圖創辦了系統生物學研究所(ISB),該所的建立不但標誌著系統生物學作為一門獨立的學科的誕生(此句話貌似不靠譜,參見文後14樓的評論),也帶動了包括蛋白質組學在內的多種組學的發展,當然各種組學的發展也同時促進了系統生物學的發展。儘管日本也於2000年在東京建立了系統生物學研究所,但是同為第一個吃螃蟹的,東京的這個所,無論是學術水平還是世界影響都無法和西雅圖的那個系統生物學領域的麥加相提並論。閒話少敘,我之所以認為Ruedi Aebersold是蛋白質質譜與蛋白質組學領域世界第一牛人,是基於如下原因:

  Ruedi Aebersold對蛋白質組學的最大貢獻可謂是同位素代碼標記技術(ICAT),現在這一蛋白組定量技術自從1999年在Nature上發表以來,該技術已世界廣泛應用,該論文迄今(截至2013年1月11日)已被引用了近3000次。Web of Science的檢索結果顯示,蛋白組學領域迄今已經至少有超過10萬篇論文發表,按照被引用次數排名,該論文位居第三位。有意思的是,被引用次數排第四位的是Ruedi Aebersold和另外一位牛人Mathias Mann(下面會介紹)於2003年發表在Nature上的有關蛋白質質譜與蛋白質組學的綜述論文,迄今也已被引用近2800次。而引用次數排第一和第二的兩篇論文的通訊作者並算不上是蛋白質質譜與蛋白質組學領域的,蛋白質組學僅僅是他們使用的工具,他們的影響也在這個領域之外。蛋白質組學領域,最重要的專業協會應該算是HUPO (國際人類蛋白質組組織), 最重要的專業會議也當屬HUPO世界大會,Ruedi Aebersold曾獲HUPO含金量最高的成就獎,他本人也經常是HUPO世界大會的分會主席或大會特邀報告人。當然Aebersold還獲得了包括美國質譜協會(ASMS)大獎在內的許多專業大獎。可能有人會列出另外的自己心中的第一牛人(如上述的Mathias Mann),但Ruedi Aebersold無疑至少是領域內公認的前幾位的世界級牛人。另外,順便說一下德國馬普所的Mathias Mann(其在丹麥首都也有實驗室),Mann和Aebersold可謂是蛋白質組學領域的雙子星座,都是該領域的頂級牛人,Mann發表的論文有多篇都在蛋白質組學領域被引用次數前10位,不少被引用次數都上千次。上述的Mann和Aebersold兩人能在Nature發表綜述論文也說明了他們的江湖地位。Aebersold和Mann所發表的論文總被引次數分別超過了5萬和3萬次,這個數字在世界所有領域都是驚人的。另外,Mathias Mann在蛋白質組學最大的貢獻可以說是發明了蛋白質組體內標記技術SILAC3,這種技術與Ruedi Aebersold發明的ICAT已及另外一種標記iTRAQ是公認的應用最為廣泛的蛋白質組學定量標記技術。

  今年年近花甲的Ruedi Aebersold是世界蛋白質組學的開拓者之一,現在在上述的ETH的工作,和最早提出蛋白質組學Peter James在同一個大學。作為土生土長的瑞士人,Ruedi Aebersold是在2004年底、2005年初才開始在ETH全職工作的,可謂是瑞士的大海龜。Ruedi Aebersold此前在西雅圖的ISB和華盛頓大學工作,作為ISB的元老和共同創辦人,Ruedi Aebersold現在還是ISB的兼職教授,發表論文時也還署ISB地址。Mann和Aebersold都是歐洲人,現在又都致力於將蛋白質質譜與蛋白質組學應用到臨床,儘管蛋白質組學已有十多年發展歷史,現在最大的一個瓶頸可以說在基本無法應用到臨床,現有的技術,對於臨床應用而言,時間和經濟成本都太高(無法高通量、檢測成本太貴)。這一塊硬骨頭顯然不是一般人能夠啃得動的,需要從臨床樣品製備、質譜技術到數據分析都要有突破甚至革命性的創新,我很期待,也相信Mann和Aebersold有能力最終使蛋白質組學(尤其是基於此的生物標誌物鑑定技術)應用到臨床。

  我國在蛋白質質譜與蛋白質組學領域在世界上最出名的無疑非賀福初莫屬,賀福初的名字在國內搞蛋白質組學應該都知道他的名字,他的頭銜很多(如將軍、院士),我就不一一列舉了,新年伊始他又多了一個牛頭銜:萬人計劃中的科技領軍人才。賀的工作和學術水平,我不熟悉,不敢評頭論足。他的文章被引用次數最高的是發表在Cancer Research一篇論文,迄今已有126次,但並非是蛋白質組學領域。在蛋白質組學領域,他的被引次數(含自引)最高的論文是2007年發表在蛋白質組學頂級期刊MCP的文章4,迄今已有105次引用。蛋白質質譜領域,我國在世界上最出名的學者估計要數復旦大學的楊芃原了,他的被引用次數最高的一篇論文,是2005年發表在化學頂級期刊德國應用化學的文章5,迄今已被引用70次,楊芃原為該論文的共同通訊作者。我國在蛋白質組學目前被引用次數最高的是南開大學王磊(澳大利亞海歸、長江學者)2007年發表在美國科學院院刊(PNAS)的論文6,迄今被引次數已經超過500次。

  蛋白質質譜儀主要生產商Thermo Fisher(即原來的Finnegan), 最近新出了本掛曆,這本特別的掛曆上列了13位在蛋白質質譜與蛋白質組學領域的牛人,上述的Ruedi Aebersold和Mathias Mann都在之列,其餘11位簡單介紹、列表如下。

姓 名

工作單位

主要貢獻

Richard D. Smith

美國太平洋西北國家實驗室

1990年首次用三重四級杆質譜Top-down(自上而下)分析完整蛋白

John Yates III

美國Scripps研究所

SEQUEST MS/MS資料庫搜索程序

Joshua Coon

美國威斯康星大學麥迪遜分校

發明了電子轉移解離技術(ETD)

Neil Kelleher

美國西北大學

Top-down蛋白質組學

Kathryn Lilley

英國劍橋大學

蛋白質組學定量技術

Pierre Thibault

加拿大蒙特婁大學

應用生物質譜和蛋白質組學到細胞生物學

Michael MacCoss

美國華盛頓大學(西雅圖)

穩定同位素標記技術

Albert Heck

荷蘭Utrecht大學

基於質譜的結構生物學

Catherine Costello

美國波士頓大學

HUPO前任主席,質譜技術發展及應用

Alexander Makarov

德國Thermo Fisher Scientific 生物質譜全球研發總監

領導研發Orbitrap質譜儀

Donald Hunt

美國維吉尼亞大學

FT-MS and ETD

  簡單的說,上述13位世界級牛人都來自歐美,沒有一位來自亞洲,也沒有一位華人。我不知道以Ruedi Aebersold代表的上述牛人是如何煉成的,但可以肯定的是:他們不是歐美版的「百人」計劃,也不是「千人」計劃,更不是「萬人」計劃而「計劃」出來的。網上的公開信息表明:Ruedi Aebersold除了在國際專業協會和期刊有學術兼職外,沒有任何行政職務,就是一普通教授,但是這不妨礙他成為蛋白質質譜與蛋白質組學領域世界第一牛人。

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