博鱼官网：探秘蛋白质的“前世今生”

本文摘要：图为蛋白质科学研究（上海）设施核磁共振分析系统。

图为蛋白质科学研究（上海）设施核磁共振分析系统。　　生活中的乌云总是不期而至。

一位正值花季的美国女孩，忽然被告诉患上了一种十分难治的癌症。基因检测结果显示，她所患癌症的亚型发生率极低。　　在患同一大类癌症的人群中，只有2%的人所患亚型和她一样。幸运地的是，针对这一亚型刚好有一种特效药。

经过将近3个月的化疗，她康复了。　　国家蛋白质科学中心上海（捐）主任雷鸣用这个现实的案例，向笔者生动阐述了精准医疗的未来图景。

但并非所有的癌症患者都和那位女孩一样幸运地。在人类通向精准医疗的道路上，蛋白质科学研究将扮演着什么角色？身兼国家大科学工程之一的蛋白质科学研究（上海）设施（以下全称上海设施）对前进蛋白质科学研究将起着怎样的起到？　　为问这些问题，笔者近日走出国家蛋白质科学中心上海（捐）一探到底。

　　不容极强的仪器集群　　和以往走出的国家大科学工程比起，上海设施未能在视觉上给人导致强劲冲击。　　我们这里主要是一些体量比较较小的生命科学研究的仪器集群，以至于在立项之初，否将上海设施列为大科学工程都不存在争议。

雷鸣说。　　可别小瞧这里的仪器集群。上海设施自2014年5月试运营以来，前来参观的10多位诺贝尔奖获得者和其他国际著名专家对设备的先进性争相点拜。

　　雷鸣回想道，十多年前，我国在蛋白质科学研究领域虽然已获得一批超过国际一流水平的研究成果，但整体上仍领先于国际先进设备水平。科研基础设施建设迟缓，是制约蛋白质科学发展的关键因素。　　在科学家们的不懈努力下，蛋白质科学研究设施国家根本性科技基础设施项目于2008年被批准后立项，沦为我国生命科学领域第一个大科学工程项目。

蛋白质科学研究设施分成上海和北京两部分，上海设施以建设蛋白质结构解析能力居多。　　环绕从生物体的空间尺度和生命过程的时间尺度来研究蛋白质，上海设施建构了由规模化蛋白质制取系统、蛋白质晶体结构分析系统、核磁分析系统、集成化电镜分析系统、蛋白质动态分析系统、质谱分析系统、填充激光显微镜光学系统、分子影像系统和数据库与计算出来分析系统构成的9大技术系统，不具备规模化蛋白质制取、多尺度结构分析、多层次动态研究、标记与相互作用分析以及数据库与计算出来分析5大能力。

　　史蒂夫哈里森是雷鸣在哈佛大学读书博士时的导师。参观上海设施后，史蒂夫感觉十分震惊，对雷鸣很年长就有机会参予如此根本性的项目回应赞许和讨厌。进账讨厌之余，雷鸣多次被问道：在如此先进设备的科研平台上，你们能作出哪些世界一流的工作来？　　独一无二的蛋白质智能工厂　　每一个蛋白质就像一个人一样，有自己的脾气秉性。

要把它研究明了，必须时间。　　上世纪六七十年代有句话叫oneprotein，onecareer，意为一个教授一辈子不能研究浮一个蛋白质。

我主要研究端粒，从评上教授到现在，也只解析了数十个蛋白质的结构。雷鸣说。　　要摸清蛋白质的脾气，首先是要提供高纯度的蛋白质样品。

想要看到蛋白质的真面目，就必需超越细胞。而细胞一旦被超越，里面90%的蛋白质就同时被毁坏丢弃了，踪迹难觅。　　寻找目标蛋白质后，留存也是个难题。

相对于皮实的基因，蛋白质要娇气得多。记述遗传信息的基因就看起来张可以随便放置的卡片，没变性的忧虑。

蛋白质则有所不同，一旦温度、湿度、光线等环境因素发生变化，就不会有变质的风险。　　在传统的生物学实验室里，穿著白大褂的科研人员手执移液枪，往装有有所不同液体的瓶瓶罐罐里加到试剂是少见的场景。在上海设施的规模化蛋白质制取系统里，这一幕正在被自动化的机器操作者所代替。

　　高通量克隆建构实验室的中心区域是一个用玻璃超净间堵塞一起的自动化机械操作者平台。操作台外有一台构建软件的计算机负责管理发号施令。科研人员启动预设程序后，白色的机械臂在平台的各个自动化仪器间往返挪动，轻盈地把一个个96孔板摆放到登录的板位上。

各个自动化仪器的板位分别可继续执行加液、波动、离心、清除等生物实验操作者。　　传统手工操作，一个人每天最多克隆十几个基因。眼前的这套自动化系统，一天可以克隆960个基因，生产效率相等于一个数百人规模的基因克隆企业。

我们期望把自动化概念引进科研中，重复劳动让机器来做到，科研人员可以有更加多的时间去探寻和思维确实的科学问题。规模化蛋白质制取系统主管邓玮告诉他笔者。　　上海设施自主设计和研发应用于流程的这套系统，如同智能工厂一般，能独立国家已完成一整套从分子生物学到细胞生物学的全部实验操作者。

　　集成化程度越高的自动化设备，错误的几率就越高。针对几乎陌生的样品，我们这套系统的可靠性能超过70%，这早已是一个十分不俗的结果了。

雷鸣回应。

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