蛋白質組學是一門新興但發展迅速的學科。近年來,國際上主要發達國家和地區紛紛加大了對蛋白質組學的支持力度,這一研究領域也由此成為各強國科技角力的新戰場。10月12~13日,以「蛋白質組學:前沿與挑戰」為主題的第381次香山科學會議在北京舉行,與會的59名海內外科學家圍繞蛋白質組學發展趨勢及需求等議題展開了深入討論。會議執行主席、中國科學院院士、軍事醫學科學院院長賀福初接受了記者的專訪。
□本報記者 潘鋒
《科學時報》:舉辦此次香山科學會議的目的是什麼?
賀福初:蛋白質組學是揭示生命現象和規律的必由之路,已成為21世紀生命科學與生物技術的重要戰略前沿和主要突破口,蛋白質組學研究已成為本世紀各國爭奪最激烈、最重要的戰略制高點之一。
中國是較早開展蛋白質組學研究的國家之一,2006年初國家發布了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020)》,明確提出要將蛋白質組學研究作為重點發展方向。「十一五」期間,我國蛋白質組學研究發展迅速並步入國際先進行列。2011年將是我國「十二五」規劃的開局之年,為做好未來五年蛋白質組學的研究工作,明確主要發展方向和科學問題,探討包括蛋白質組學設施在內的我國生命科學大設施的戰略部署、建設和管理,我們在金秋十月的北京召開了這次香山科學會議。與會專家中不僅有多位兩院院士和國內在不同領域作出突出成績的中青年科學家,還有多位海外科學家,他們不遠萬裡來到中國,共同為推動中國蛋白質組學研究向更高層次和水平發展獻計獻策。
《科學時報》:請您簡要介紹一下最近十年來國際蛋白質組學發展情況。
賀福初:2001年國際人類蛋白質組組織的成立,極大地推動了蛋白質組研究的發展。10年來,國際蛋白質組學無論從技術方法和研究策略,還是研究資源和研究領域等都有了質的飛躍。近年來在蛋白質組定量分析,翻譯後修飾研究、規模化相互作用及功能研究、生物標誌物的篩選驗證、抗體製備、數據標準和數據挖掘等方向取得一系列突破性進展。
其中值得一提的是,蛋白質組學技術已成為幾乎所有國際著名醫學研究機構的重要支撐平臺,在疾病研究中的應用十分廣泛。國際上也先後啟動了多種疾病的蛋白質組研究計劃,目標是直接尋找疾病相關特異蛋白質或對疾病相關已知蛋白質進行深入機制分析。不久前在澳大利亞雪梨召開的第九屆國際蛋白質組大會上,國際人類蛋白質組組織在總結前幾年國際人類蛋白質組計劃各先期計劃經驗的同時,宣布全面啟動實施國際人類蛋白質組計劃。該計劃的全面實施勢必全面帶動科學技術及生物產業的發展,中國有必要也有能力在這一宏大計劃中發揮主流作用。
《科學時報》:蛋白質組學研究將呈現怎樣的發展趨勢?
賀福初:蛋白質組學技術的迅速發展,其學術理念和技術方法已廣泛應用於生命科學各個領域,如疾病發生發展的分子機制研究,疾病生物標誌物的發現和驗證研究等,蛋白質組學的廣泛應用給蛋白質組學的發展提供了更多的需求和發展方向。
隨著蛋白質組學的快速發展及其在多個領域中的廣泛應用,其發展的重點也發生了轉變,逐漸從全蛋白質組研究向亞細胞蛋白質組研究轉變,從定性描述向定量分析轉變,由靜態研究向動態研究轉變,由體外研究向體內研究轉變,從實驗室研究向臨床應用拓展,數據產出由數量向質量轉變,由簡單積累向有效整合以及知識挖掘轉變。
蛋白質組學不僅自身發展迅速,而且作為生命科學與生物高技術的新一代引擎,將帶動大量相關學科領域的快速發展,為生命科學的研究、生物技術的應用和人類疾病的預防診治帶來新的革命。
如通過與基因組研究的對接,極大推動基因組的全面闡釋,通過其強大的需求牽引和突出的集成融合,推動分析科學與技術、信息科學與技術、材料科學與技術等學科在生命科學與生物高技術中的深層次應用和各自的快速發展,為我國經濟社會的全面、協調、可持續的發展提供強大的科技原動力和戰略性基礎性支撐。
《科學時報》:我國蛋白質組學研究都取得了哪些重要成就?
賀福初:我國政府歷來重視和支持蛋白質組學的發展,過去的十餘年間,在國家發改委、科技部、自然基金委以及軍隊和省市科技主管部門等的大力支持下,我國蛋白質組學研究迅速發展壯大,並有力地推動了國際蛋白質組學研究的快速發展。研究重心從最初的以建立技術平臺,開展技術方法的研究、整合為主,逐步向以高通量的蛋白質組研究技術平臺為基礎,解決事關我國人民健康的重大疾病問題和重要生命科學問題轉移。涉及的領域除醫學及人類自身對象以外,還涵蓋了生命科學以及農業、林業、環境、資源、能源、工業等領域中的植物、動物、微生物等。無論是在蛋白質組學技術方法,還是在重要生物學功能和重大疾病相關的蛋白質組研究方面,我國科學家都取得了一系列令國際學術界矚目的重要成就。
2004年中國科學家首次在國際蛋白質組學最權威的專業刊物《分子細胞蛋白質組學》發表文章,近幾年該刊物幾乎每期都發表中國科學家的工作成果,甚至同期刊登來自同一個科研單位的三篇文章,據統計,中國科學家在國際蛋白質組學主要刊物《分子細胞蛋白質組學》、《蛋白質組研究》和《蛋白質組學》上發表的論文數量已位列世界第二位。
由我國科學家倡導並領銜的國際人類肝臟蛋白質組計劃,率先提出和建立了組織/器官的蛋白質組研究框架、模式和標準,為國際人類蛋白質組計劃的全面展開和順利實施發揮了普遍的示範和指導作用。我國科學家還廣泛參與了國際人類蛋白質組計劃的其他分計劃,如血漿蛋白質組等,一批與重大疾病和重要生物功能相關的蛋白質組研究取得明顯進展。
《科學時報》:如何加快我國蛋白質學研究的發展?
賀福初:面對生命科學前沿的領域,重大科學問題、涉及國民經濟社會發展的重要應用領域的廣泛需求,蛋白質組學從技術層面還有很大的發展空間。2011年是「十二五」規劃的開局之年,有關部門針對蛋白質組學的發展現狀和趨勢,已調研論證並開始著手部署「十二五」期間的蛋白質組專項,尤其是面對「國際人類蛋白質組計劃」的全面實施,有關「中國人類蛋白質組計劃」的相關建議也已開始調研論證。
不久前,國家發展和改革委員會批准分別在北京和上海建設國家蛋白質科學基礎設施,這是我國首個在生命科學領域建設的大科學設施。其中,北京設施(簡稱「鳳凰工程」)以蛋白質組學為主,由軍事醫學科學院作為項目法人,聯合清華大學、北京大學和中國科學院生物物理研究所等共同建設,將為我國蛋白質科學,尤其是蛋白質組學的發展提供重要支撐,大幅提升我國蛋白質組學研究能力,有力保障重大科學研究計劃(蛋白質科學研究計劃)和「人類蛋白質組計劃」等大型科技計劃順利實施,並為國內外廣大用戶提供高水平的技術服務。同時也為今後生命科學領域的其他大設施的部署、建設和管理髮揮重要的示範和指導作用。
在政府的支持下,我們應該抓住蛋白質組學發展的新契機,立足國際發展前沿,加強蛋白質組學新技術新方法的研究;在建設國家蛋白質科學基礎設施的基礎上,充分整合現有蛋白質組研究基礎,建立完善國家層面的蛋白質組學協作網絡;結合國際人類蛋白質組計劃的全面實施,整合國內優勢力量,加快啟動實施「中國人類蛋白質組計劃」;綜合我國產出的海量人類蛋白質組數據,建立以中國為主的蛋白質資料庫,積極推進蛋白質組數據對人類基因組的注釋,並全面揭示生理功能調控規律和病理機制;推進前期基礎研究成果的轉化,為重大疾病預防診治和創新藥物研發提供理論基礎、技術支撐,和具有重要應用價值的診斷試劑、藥物靶點及新型藥物,加強蛋白質組學在農業、工業、環境、資源、能源、林業等領域研發中的廣泛應用將有力地推動我國蛋白質科學技術實現跨越式發展。
《科學時報》 (2010-11-29 B1 中國生物產業)