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翻译组学新技术闪亮登场科技部重点项目评估会

转载 08月12日 来源:美通社

-承启生物助力人类蛋白质组计划早日完成

深圳2019年8月12日 /美通社/ -- 日前,国家科技部在北京香山饭店举行了“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项的项目中期检查会,承启首席科学家张弓教授作为项目组的主要负责人之一参加了会议。

会上,重点专项的各项目首席科学家汇报项目开展两年来的成果,由科技部特邀聘请的专家团对项目进行提问。

其中,与蛋白质组学相关的两个项目《深度覆盖的蛋白质组精准定量新技术》、《蛋白质修饰组的高维度鉴定及其功能网络》亮点频出,项目发布的多项成果指标已大幅度领先国际现有水平。

例如,项目组已实现在单次蛋白质组质谱实验中,鉴定细菌体内99%的蛋白质,鉴定人细胞内93%的蛋白质,远远超过了国外文献中平均水平(60-70%),甚至目前国际较高鉴定量也只能达到85%左右。

蛋白质组学,国际竞争的新战场

蛋白质是执行各种生物学功能的分子,蛋白质组学是研究生物体内所有蛋白质的学科领域。每个人体内所有体细胞的基因组是一样的,但不同的组织器官形态功能各异,在各种生理和病理条件下也会发生变化,其根本原因在于它们的蛋白质差异很大。因此,只知道基因组并不能根本解决问题。

科学家们在2000年提出了“人类蛋白质组计划”,旨在对所有蛋白质进行研究,以期真正破解生命与疾病的奥秘。蛋白质组学成为各国科学界的必争之地,中国自然不能落下。一次实验中准确鉴定细胞中蛋白质的数量,成为蛋白质组学研究的首要基础指标。

翻译组学放光芒

通常,更好的仪器能辅助做出更大的发现。蛋白质组学所依赖的高分辨率质谱仪几乎全靠进口,但国外最先进的质谱仪并不对中国销售。

那么中国科学家是如何在仪器不如人的情况下取得上文提到的、大幅超越国际同行的成绩?这将归功于中国科学家研发的秘密武器:翻译组测序技术。

质谱是目前研究大量蛋白质最有效的技术手段,而蛋白质质谱发明以来,即便是现有最先进的技术也常错漏百出。信号不完整且含有大量噪声干扰的质谱谱图究竟代表着哪个蛋白质,一直困扰着科学家们。

2013年,承启首席科学家、暨南大学张弓教授首先开发出翻译组测序技术,能高精度测定正在翻译中的全长 mRNA ,而蛋白质正是由 mRNA 翻译而来,因此翻译组测序技术可以为蛋白质组质谱解析提供独立而精密的信息,从而大大提高解析蛋白质的能力。正是因为这种有效的技术手段,翻译组测序在同年被国际人类蛋白质组组织(HUPO)作为人类蛋白质组计划的核心支柱之一。但在当年,人们并不知道这项新兴技术究竟能给蛋白质组带来怎样的革命。

新技术,新突破,新希望

近年来,张弓教授与中国蛋白质组学界的同仁一同使用翻译组学技术建立蛋白质组质量控制标准,不断刷新蛋白质组鉴定的能力及重现性的纪录。

2017年 HUPO 世界大会上,张弓教授和王通教授代表中国进行特邀报告,使用翻译组测序作为辅助手段,发布了当年鉴定数量最高的人蛋白质组数据集,还发现了人基因组中隐含着数千个此前从未知晓的“新蛋白”,而这些“新蛋白”与癌症等疾病密切相关,可能深藏着疾病的关键机制与药物靶标。

2017至2018年,基于翻译组测序技术作为质量控制标准,张弓教授课题组接连发表了能大幅度提高现有质谱仪性能与蛋白质鉴定率与可靠性的方法与标准。这意味着在相同的仪器上,中国科学家可比国际同行作出更好的成绩。

2019年,张弓与何庆瑜等教授一起刷新了蛋白质组鉴定重现性的世界纪录,高达99.8%的重现性意味着两次测定同一生物体系的蛋白质几乎能得到完全相同的结果,远高于目前世界上65-85%的平均水准,“蛋白质组测不准”或将不再成为问题,从而扫清了蛋白质组技术走向临床诊断与治疗的关键障碍。

项目首席科学家现场汇报

为了能服务更多的人,张弓教授通过深圳承启生物科技有限公司(以下简称“承启生物”)将新技术商用化。2017年起,承启生物为人类蛋白质组计划免费提供翻译组测序服务,助力人类蛋白质组计划早日完成。

迄今为止,承启生物已为国内外科研机构服务数百次,测定了细菌、酵母、动物、植物等各种物种的翻译组,使以往难于研究的生物学过程变得清晰起来。承启也成为目前仅少能提供多物种翻译组测序及分析的公司,掌握着一系列翻译组测序技术的专利。

本次国家重点研发计划中期检查圆满结束,但探索创新不会止步。未来,承启将继续与各大高校、医院等合作,将翻译组学等新技术应用于临床与科研,通过规范商业化将研究成果落地于民生项目中,让科研成果更好地造福百姓。

(责编:梁嘉怡 )
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