人体里的蛋白质宇宙

作家：郭天南（西湖大学特聘研发员）；孙耀庭、梁潇（该校博士生）

分子世纪，科学家发掘蛋白质的品种、含量、本质、构造、时空定位并且动态改变与生命健康息息有关，是重病产生最根基的元素。细胞内外有无数的蛋白质“机械”，它们一直处于动态运行之中，指示着当下生命体的健康状况和重病进展状况。假设可以通过技术对蛋白质的及时状况进行丈量，咱们就有也许开拓重病产生、成长的法则，并开发愈加有效的治愈方式。

1“暗物质”蛋白质世界：生在基因，命在蛋白

提到生命科学，大家也许对基因更为认识，而对相对年青的蛋白质科学则鲜有了解。事实上，固然基因谱写了生命的蓝图，但其仅是一维的线性序列。基因通过转录翻译，表示为蛋白质，才构成了三维世界的动态生命体。如毛虫化蝶、蝌蚪变蛙，其个人基因不曾变化；1个人从出身到灭亡，基因组也根本维持安稳。这类生命流程的变化，背后是无数蛋白质的动态驱动。中国科学院院士贺福初老师有句话总结得好，“生在基因，命在蛋白”。

在一维空间，永远不能解读三维空间的高难性。相较而言，蛋白质的高难性要比基因高于不少。首先，一类基因能够表示成多种蛋白质；其次，蛋白质会像扭曲金刚同样不停在时空中产生改变；另外，蛋白质处于不停的形成和降解的平衡中，有多种多样的翻译后润饰变体，且能构成高难的复合物，等等。

人体究竟有多少种蛋白质？据预计，已知的起码有两万种，预判起码有16万种以上。再者多个蛋白质产生的不同变体及润饰，蛋白质的品种也许超越千万。

而蛋白质组又是什么？蛋白质组的概念最早在1994年被提出，被定论为“由1个基因组所表示的一切蛋白质”。

蛋白质组学研发面对多大的战斗呢？若想在1个成年人体内搜到某个蛋白质，就如在千万条江河中寻找一滴水。在某种意思上，每1个人体都能够视作由蛋白质机械为主产生的“蛋白质宇宙”。因为研发难度过高、须要高难的技术措施等种种原因，咱们对人体的蛋白质宇宙知之甚少，这个行业是生命科学中最前端、最有战斗性的方向之一。

据预计，现在95%以上的人类蛋白质组性能研发都聚焦于约5000种研发较多的人类蛋白质，而人体内还存在着1个较大的“暗物质”蛋白质世界——这类没有或者很少被研发的蛋白质越来越无人问津；而事实上，这类性能未知的蛋白质也许把握着翻开处理人类重要重病的钥匙，如癌症、阿尔兹海默症并且多种稀有病。

现在，在世界首要发达国度，科技界和工业界已然渐渐认知到蛋白质组的首要性。2018年，我国科技部组织遴选了一批国际大科学策划培养项目，由贺福初老师引领的“人类蛋白质组策划2.0暨蛋白质组驱动的精确医学”项目是首批开启的3个项目之一。2022年2月2日，美国总统拜登重启了奥巴马世纪的“癌症登月策划”，而蛋白质组正是这个项目标最首要的方向之一。就在不久前，含盖我国科学家在内的六国科学家也在世界范畴内联合发动了一项“未十足研发的蛋白质”调研，并在国际学术期刊《自然》的系列子刊上刊登了对于该调研的文章，呼吁更多研发职员和科学家添加该项研发，解密那些未知的“暗物质”蛋白质世界，不停加大人类对生命活动领悟的边缘。

2蛋白质组+AI：新技术破解重病治愈“暗码”