語音播報
在與會專家愉快的笑聲中,李勁松解釋,自2003年人類基因組計劃(HGP)完成后,超過2.2萬個編碼蛋白質(zhì)基因被揭示。但是,進入后基因組時代,蛋白質(zhì)組功能研究的進展并不盡如人意。他直言,簡單高效研究系統(tǒng)的缺乏,制約了蛋白質(zhì)功能研究。
“好像盲人摸象,可能把局部的情況摸得很清楚,就希望拼湊出一幅全景?!倍蚪M標簽的方式則有希望如同用衛(wèi)星觀測地球一樣掌握全局的情況。
與會專家提議,應啟動“基因組標簽計劃(GTP)”,并由我國科學家全權(quán)主導完成。
實時追蹤蛋白質(zhì)分幾步?
李勁松向《中國科學報》介紹,該計劃將在具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“人造精子細胞”上進行單一蛋白質(zhì)原位標簽打靶,獲得全基因組蛋白質(zhì)的標簽“人造精子細胞”庫,進而通過卵子注射獲得全基因組超過2萬個蛋白的標簽小鼠庫,完成超過2萬個標簽蛋白質(zhì)的生理組織表達譜分析,打造國際模式生物中心。
用通俗的話來說,科學家打算這么做:第一步,用CRISPR/Cas9基因編輯技術在一種被稱為“人造精子細胞”的孤雄單倍體胚胎干細胞特定的基因序列上插入特定的“標簽”序列,以獲得帶有基因標簽的“人造精子細胞”。第二步,把這個細胞注入卵子,對小鼠進行“人工授精”,獲得攜帶標簽蛋白質(zhì)的小鼠。第三步,打上“標簽”的基因便可以在小鼠生長發(fā)育過程轉(zhuǎn)錄和翻譯成為帶有特定標簽的蛋白質(zhì)。
這樣操作后,如同給蛋白質(zhì)戴上了一頂帽子,科學家就能用技術手段在體、實時、動態(tài)地研究它們了。
據(jù)稱,GTP已先期獲得中科院戰(zhàn)略先導B和上海市科委項目的支持,目前已經(jīng)成立了中科院生化與細胞所GTP研發(fā)中心??茖W家已經(jīng)按照上述步驟獲得了500多個標簽的“人造精子細胞”和140多個標簽小鼠品系。
“這為進一步大規(guī)模實施奠定了堅實基礎。”李勁松表示。
中科院上海營養(yǎng)與健康研究所研究員韓敬東已經(jīng)“近水樓臺”地利用GTP開展了對一種包含溴結(jié)構(gòu)(BrD)蛋白的研究?!拔覀兊谝淮蜗到y(tǒng)性地描繪了BrD蛋白家族維持干細胞的干性與自我更新的作用?!彼跁h上告訴《中國科學報》。
助力精準醫(yī)學
據(jù)了解,該計劃將在5至10年內(nèi)完成基因組范圍超過2萬株的“人造精子細胞”庫,并獲得5000余個重要蛋白質(zhì)標簽小鼠,形成有國際影響力的實驗動物研發(fā)平臺。
與會科學家對GTP在精準醫(yī)學的未來用途也充滿興趣。
例如,在神經(jīng)科學上,通過標簽對大腦、小腦、腦干和脊髓等不同神經(jīng)組織中特定蛋白質(zhì)進行定量分析,能夠幫助科學家了解這類分子的組織表達分布。
在癌癥研究上,GTP可以與腫瘤表觀遺傳學進行結(jié)合,對表觀遺傳調(diào)控相關的轉(zhuǎn)錄因子與修飾因子進行基因表達的實時追蹤,了解哪些分子在癌癥發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮了作用,從而為癌癥治療尋找新靶點。
在出生缺陷遺傳機制上,GTP有機會解決在體示蹤單個致病性突變基因表達涉及哪些器官、組織和細胞等重要問題。
會議執(zhí)行主席、中科院院士、中科院上海營養(yǎng)與健康研究所研究員李林指出:“GTP計劃由中國科學家利用自主研發(fā)技術主導完成,將開啟蛋白質(zhì)研究的新時代,希望中國生命科學家能第一時間利用這個平臺開展研究?!?/p>
(原載于《中國科學報》 2019-05-24 第1版 要聞)
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