從基因組到蛋白質(zhì)組

　　那么從ＤＮＡ到蛋白質(zhì)我們有一個規(guī)律，我們把它叫做“分子生物學的中心法則”。也就是說，我們知道ＤＮＡ的序列之后，它是三個核苷酸是一個密碼子，那么這一個密碼子是干什么用的？它是對應著蛋白質(zhì)當中的一個氨基酸。我們二十種氨基酸都有至少一種密碼子，在ＤＮＡ水平上至少一種密碼子。那么一個密碼子對應一個氨基酸，第二個密碼子對應第二個氨基酸，第三個密碼子對應第三個氨基酸。這樣通過ＤＮＡ這樣的遺傳信息，就可以把它轉(zhuǎn)化到，在我們蛋白質(zhì)上面組成的氨基酸的序列，就可以各有不同，不同的遺傳信息就可以代表出不同的蛋白質(zhì)的分子，不同的基因就可以表述出不同的蛋白，這個基因可能表達出來胰島素分子，那個基因可能表達出來生長激素蛋白分子，這個基因可能表達出來一個胰蛋白酶分子。是這樣的。那么基因跟蛋白是這樣的關(guān)系。我們知道了基因就可以知道蛋白的序列，那么知道蛋白的序列也就是氨基酸系列，我們也可以反推到ＤＮＡ上面，它的一些序列就是ＤＮＡ到蛋白質(zhì)有這樣的關(guān)系。

　　那么我們今天談“從基因組到蛋白質(zhì)組”就需要把這種關(guān)系很好的了解，聯(lián)系起來。那么蛋白質(zhì)組是什么樣的一種概念呢？蛋白質(zhì)組是某一個細胞或者某一個組織當中所有表達出來的蛋白質(zhì)這樣一種概念，所有表達出來的蛋白質(zhì)這樣的一個集合。那么這個蛋白質(zhì)組因不同的細胞而異，不同的細胞它的蛋白質(zhì)組是不一樣的，但是同一個個體不同的細胞它的基因組是一樣的。

　　那么我們?nèi)祟惉F(xiàn)在有３０億個堿基，核苷酸這樣序列的基因組。那么按照能夠編碼出來蛋白質(zhì)這樣的序列，我們現(xiàn)在估計是３萬到４萬個可以編碼出來，也就是說，可以編碼出來３萬到４萬個蛋白質(zhì)分子。那么這個蛋白質(zhì)分子３萬到４萬是不是在每個細胞都存在呢？不是。那么這些蛋白質(zhì)分子因不同的細胞的需求而表達，在某一個細胞里面這個蛋白或者這一堆蛋白，這一序列的蛋白表達得很高，在另外一個細胞，另外一些基因表達出來的蛋白，這些蛋白表達的很高。那么在一個組織里面，它可以是蛋白質(zhì)的表達水平可以是不一樣的。也許一個組織只表達幾千個蛋白質(zhì)分子，與我們總的３萬個蛋白質(zhì)差的很遠的。那么表達這么多就足夠這個細胞完成它的功能，那么表達這樣，實際上也體現(xiàn)了不同的細胞它的功能，肌肉細胞表達的蛋白質(zhì)跟你肝細胞，胰腺組織細胞表達的蛋白質(zhì)會有很大的差別，但是這些組織的基因都是一樣的，只不過它表達的時間、方式，或者表達不表達這上面有差異。

　　那么蛋白質(zhì)組實際上是要做這些工作，了解這些蛋白的差異，而這些蛋白的差異有什么樣的作用呢？我們現(xiàn)在了解的人類基因組計劃這些序列，我們知道有３萬、４萬可能表達出這樣的蛋白來，那么這些基因誰是誰，誰能表達出哪個蛋白來，絕大部分我們都不知道，這個不可能從基因的序列上，我們知道它的功能。也就是說基因組的計劃我們了解了這些基因的序列，這僅僅是我們?nèi)祟惢�因組上，所謂大科學的萬里長征的第一小步，實際上后面還有很多很多工作，這個工作實際上很大的工作量是局限在蛋白質(zhì)組上面。所以說，后面的任務是非常艱巨的。

　　那么在我們作蛋白質(zhì)組的過程當中，實際上存在很大的研究價值，這個研究價值是什么呢？比如說，我們一個組織在正常的情況下，它可以表現(xiàn)出來比如說，五千個蛋白點在上面，五千個地圖上面有一個標志在上面。那么在非正常的時候，這些蛋白點它可能會有一些變化，比如說我們剛才談到的某些酶，在代謝過程當中某一個酶，這是蛋白質(zhì)，如果它的量增加，可能會導致這樣的病理狀態(tài)。那么我們就看這個蛋白質(zhì)組上面每一個是什么樣的變化，如果這個變化很強的這個蛋白點，我們把它拿出來是跟這個疾病非常有關(guān)，我們就可以找到它的序列，拿出來研究它的結(jié)構(gòu)，找到它的序列。然后再反到基因組里面去，找到它的基因，那么把它的基因拿出來，我們就可以很好的研究這個基因的表達調(diào)控，就是說我們不要它病理狀況，我們能不能讓它的基因不表達或者少表達，使這個蛋白的量少一點。那么這樣就可能產(chǎn)生一些應用價值。

　　再比如說我們在一個圖上，有一個蛋白正常情況下有，病變的時候它沒有了，那么這個就很可能就是說，它在這里面起了很關(guān)鍵的作用。那么我們能不能在正常情況下，把這個基因拿出來，通過這個蛋白把基因拿出來，然后我們可以通過現(xiàn)在的生物工程，我們比如說，通過基因工程技術(shù)生產(chǎn)這樣的蛋白，把這個病人他缺這個蛋白，我們給他注射進去這個蛋白，來治療他這樣的病狀。那么這里面就談到，在蛋白質(zhì)組里面，實際上是要幫助基因組的解析，每個基因是什么樣的功能，最后可以得到什么呢？對很多基因可能有非常大的商業(yè)價值。

　　大家知道現(xiàn)在我們市場上已經(jīng)有很多的重組蛋白，包括剛才談到胰島素，生長激素，ＧＭＳＦ，粒細胞刺激因子這些，白細胞介素，干擾素這些都是屬于重組蛋白，它具有一定的生物學功能，是可以對于很多疾病，來進行治療的。這些都是屬于我們基因組計劃今后可能帶來的一些巨大的經(jīng)濟效益或者社會效益。從研究的方面去考慮，可以使得我們很多的蛋白這樣的功能分子的結(jié)構(gòu)有功能研究，加快它們的解析的進程。我覺得從基因組到蛋白質(zhì)組這是一個過程，我覺得，我們國家反而我覺得在這方面可能大家不一定太熟悉，因為什么呢？我們國家雖然僅僅只有幾個局限的實驗室在開展這樣的工作，我們國家比如說國家的基礎(chǔ)重大研究項目也沒有蛋白質(zhì)組，但是基因組是在這里面，但是沒有蛋白質(zhì)組。這一點我個人認為需要領(lǐng)導或者一些專家們更多的思考這個問題，否則今后在我們國家蛋白質(zhì)組學上面可能會比基因組還要落后。我大概講這些。

　　主持人：好，謝謝您。下面咱們看一下來自鳳凰網(wǎng)站的網(wǎng)友，對您的提問。第一位網(wǎng)友他名字叫“病入膏肓”。他的問題是：據(jù)我理解基因圖譜繪制成功，一切疾病秘密便在人類視線前暴露無遺，我們醫(yī)生可以按圖索驥的方式，對因下藥。原來是對病下藥，他是對基因的因。對因下藥，包治百病，這下我就可有救了，我才３４歲了，便患了謝頂、頭暈，不是陽萎便是早泄等等一系列不治之癥，我還可以治理一下我的啤酒肚和我的近視眼。現(xiàn)在又有了蛋白質(zhì)組的研究，總之我覺得新世紀充滿了曙光。

　　唐建國：我剛才談到基因組的研究取得現(xiàn)在的成績，僅僅是萬里長征的一小步。所以說我覺得公眾們對這個問題要客觀一點看，我認為不是說那么樂觀，要真的像，要把每一個基因是做什么的，它的功能是什么樣解析清楚，那絕對不是一、二十年，我認為不是一、二十年能夠拿得下來的。

　　那么在這個里面，作為這些功能分子蛋白質(zhì)，實際上也不那么簡單，除了我剛才說得好象很復雜的因素之外，實際上這些蛋白質(zhì)還有一些化學修飾，有的蛋白質(zhì)合成出來它不是說馬上有功能的，它合成出來比如說以前體的方式保存著，當你機體需要的時候，它再激活來使用。那么有的蛋白質(zhì)它可以受一個磷酸基團，一個無機的磷，這么一個磷酸基團。它如果共價結(jié)合到一個蛋白質(zhì)某一個位點上去，它就改變它的活性，它可以作為開關(guān)一樣，讓這個蛋白有活性，或者說讓這個蛋白沒有活性，這樣就可以改變這個生物體的功能。所以說基因組的解析成功不要給大家這樣一種錯覺，好象生物學的問題解決了，實際上僅僅是那么一小步。我覺得這樣可能比較客觀一點。

　　主持人：那么我怎么告訴他呢？我告訴他唐教授說了，基因組研究完了以后蛋白質(zhì)組研究，蛋白質(zhì)組研究完了以后，還要研究到糖，您的謝頂、頭暈，和那些男人們不好啟齒的病才能得到治療。

　　唐建國：因為這個東西，我認為是非常復雜的這樣一些問題。有的比如說比較簡單的，通過某一個藥物就可以解決。像剛才談到的這么多病狀，我想不是一種基因，兩種基因的問題，可能是很多基因組合在里面地方。

　　主持人：那我干脆告訴他沒救了。

　　唐建國：不能這樣說呀。我覺得我們?nèi)祟愂窃谝徊揭徊酵�前走的，往前發(fā)展的。比如說我們現(xiàn)在生活條件，或者說護理這些條件已經(jīng)有非常大的改進，我們的壽命已經(jīng)在延長了。我覺得這就是進步，這種進步得益于我們的研究，我們醫(yī)學、生物學的發(fā)展。我們基因組僅僅是在前面打了一個頭，那么后面實際上還有很多很多的工作需要開展，需要做，否則的話，也許這些生物學家可能就該失業(yè)了。

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