杨晓军化学 探访军事医学科学院蛋白质组学创新团队
中新网北京1月10日电 题:探访军事医学科学院蛋白质组学创新团队
作者 陈虎 沈基飞
16年来,他们针对肝脏疾病、恶性肿瘤、免疫系统疾病、骨质疏松等重大疾病潜在药靶及蛋白质药物方面创造了一批引领世界的创新成果,一篇篇科研论文登上了《自然-遗传学》、《自然-细胞生物学》、《自然-医学》、《自然-免疫学》等国际著名期刊的殿堂。
16年来,中国科学院院士、973项目首席科学家、总后科技金星、“千人计划”科学家、“万人计划”科学家等一座座学术“桂冠”在这里扎根,国家创新团队奖、国家自然科学奖、国家科技进步奖、何梁何利奖、求是奖、中国青年女科学家奖、中国青年科技奖等一座座丰碑在这里崛起。
16年来,一个个年富力强的杰出“海归”和国内著名高校的骄子们从这里踏上了为“中国梦”、“强军梦”奋斗的新征程。
这就是军事医学科学院蛋白质组学创新团队。
10日,在国家科技奖励大会上,这个创新团队被授予国家科技进步奖框架下的创新团队奖。
梦想,瞄准最浩瀚的“生命海洋”
蝴蝶从卵变虫、成蛹、化蝶,变幻诡异。让科学家们意想不到的是,其幕后操盘者竟是蛋白质组,而非基因组。
2003年,记录人类生命“天书”的基因组计划宣告完成,但“蝴蝶迷案”更加扑朔。全球科学家愈来愈意识到一项更艰巨、更宏大的任务——解读“天书”,即基因组功能的阐明已经摆在面前。人类经过百年跋涉,重返近代生命科学的发源地之一:蛋白质,但不仅关注个体,而是全面揭示数以万计的整体。
1838年,荷兰科学家发现了蛋白质。这是生物体内一种极为重要的高分子有机物,占人体干重的54%。“蛋白质组”一词,1995年最早由澳大利亚科学家正式提出,其含义是指一个基因组、一种生物或一种细胞/组织所表达的全套蛋白质。
“1998年初,我在科学海洋里寻觅更有效的研究工具与策略。机缘巧合之下,敏锐地关注到刚刚出现的蛋白质组学,并逐渐把精力投入到这个新兴领域。”国际人类蛋白质组计划的奠基人和开拓者之一、中国科学院院士贺福初介绍说。
蛋白质是基因的编码产物,科学家将它们的关系,比作建筑材料与设计图纸。就人体而言,基因组固定,蛋白质组就能变幻出形态、功能各异的不同器官。由此可见,蛋白质组对进一步阐释“生命天书”的重要性不言而喻。
拼搏,为中国科学开辟“新天地”
2002年4月,人类蛋白质组计划开始孕育。贺福初院士在华盛顿筹备会议上提出了“两谱两图三库”的研究策略,阐述了人类肝脏蛋白质组计划暨“HLPP蓝图”,打动了各国与会学者。他们接受邀请,来到北京香山继续研讨。
2002年11月,第一届国际人类蛋白质组学大会在五四运动爆发的源头——法国凡尔赛召开,40岁的贺福初院士在这里当选为“HLPP”首任执行主席,成为该领域全球科研大军统帅。时任国家科技部部长徐冠华说,这是首次由我国科学家牵头负责的重大国际合作计划。
“酝酿之初争议非常大。”贺福初院士回忆到。“2002年,在华盛顿,论证中我们提出:蛋白质组计划必须按生物系统(如器官、组织、细胞)进行一种战略分工和任务分割。否则,就是一盘散沙。这个策略从华盛顿争到凡尔赛,争到蒙特利尔,然后再争到北京,后来是德国慕尼黑,一直在争。可现在,国际上不少科学家已逐步按照这个方式进行了。”
在华盛顿会议上,中国学者的发言激起了千层浪,来自世界各国的科学家议论纷纷,有赞赏、有疑惑、更有激辩,可是唯独没有无动于衷!事实证明,中国科学家在蛋白质组学领域最终赢得国际尊重和广泛支持。
借助国际计划的东风,经过10多年发展,目前该团队已经拥有2位中国科学院院士,1位发展中国家科学院院士,5位入选国家“千人计划”、“万人计划”科学家,3位何梁何利奖获得者,7位国家973项目首席科学家,7位“国家杰出青年基金”获得者,6位中国青年科技奖获得者,20人次被军地评为科技金星、银星、新星,成为蛋白质组学领域中具有显著国际竞争力的精锐之师。
团队成员先后在《自然》、《细胞》系列子刊以及《科学》等国际顶级刊物上发表文章280余篇,影响因子合计1600余。2006年,他们荣获“首届全军优秀科技群体”,并于2004年-2009年获得国家自然基金委创新群体基金的连续资助。团队带头人贺福初院士成为中国蛋白质组学的奠基人与开拓者,担任国际人类蛋白质组计划执委(全球8位),并当选为亚太人类蛋白质组组织主席。
2009年,该团队在国际蛋白质组学领域最权威杂志一期刊登3篇文章,创同一单位同期刊发数全球最高纪录。2011年,他们又在《自然》子刊连发两篇重大成果,引起广泛关注。2012年5月,《人类肝脏蛋白质组计划10周年专著》正式发表,这是世界上首次以大百科全书的方式出版人类组织器官的蛋白质组专著。
据统计,2010年底,贺福初院士课题组在蛋白质组学领域发文影响因子及引用累计排名跃居全球第4位;2012年4月《自然》出版集团宣布,张学敏院士课题组在《自然》系列刊物年度发文数位居亚洲所有高校、科研机构前50名。
此外,该团队还获得国家自然科学二等奖4项、国家科技进步二等奖3项,省部级一等奖7项。包括诺贝尔奖获得者、美国总统首席科学顾问等在内的数百名国际知名专家纷纷到中心访问交流,寻求合作;《科学》和《自然》等世界顶级刊物进行系列专题报道。
深度,探底“将军之官”
“肝者,将军之官。”此段文字出自中国最早一部生命百科全书《黄帝内经》。
肝脏是人体的“发电厂”、“化工厂”,是免疫系统的“摇篮”、血液的“源泉”。肝脏相当于人体的“国防总部”,但因“将军”负担过重,其疾病同样触目惊心,仅中国就有9300万不同程度的肝病患者。
“如果以人类主要的150种疾病进行计算,大约有3000—15000种蛋白质具有成为药物靶标的可能,而迄今用到的只有总量的1/30到1/6。”团队主要成员周钢桥介绍说。究其原因,就如同钓鱼那样,一般浅水鱼很容易钓到,而深水鱼很难甚至根本钓不到。
“蛋白质组学技术的强大能力使其能竭泽而渔,就像把三峡水库彻底放干,常常漏网的小鱼、小虾、螃蟹、泥鳅、黄鳝等,尤其是深水中暗藏的大鱼,都将全部抓住一样,自然给制药界带来巨大前景。”团队主要成员杨晓介绍说。
2002年以来,围绕“肝脏计划”的全面执行,中国科学家领衔全球10余个国家和地区的100多个实验室共同展开了一幅壮丽画卷。目前,已经初步揭示了人类肝脏蛋白质组的整个“太阳系”,系统解析出一组、两谱、三图、三库——九大“行星”;鉴定蛋白质13000余种;构建了高可信肝脏蛋白质相互作用网络图;建立了人体首个器官蛋白质组数据库;发现了脂肪肝、肝细胞病毒感染、癌变以及转移相关的蛋白质标志物群、潜在药靶和候选药物;寻找到了一批与肝炎、肝癌等复杂疾病相关的易感基因。
