深圳2019年8月12日 /美通社/ -- 日前，國家科技部在北京香山飯店舉行了“蛋白質(zhì)機器與生命過程調(diào)控”重點專項的項目中期檢查會，承啟首席科學(xué)家張弓教授作為項目組的主要負責(zé)人之一參加了會議。
會上，重點專項的各項目首席科學(xué)家匯報項目開展兩年來的成果，由科技部特邀聘請的專家團對項目進行提問。
其中，與蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)的兩個項目《深度覆蓋的蛋白質(zhì)組精準定量新技術(shù)》、《蛋白質(zhì)修飾組的高維度鑒定及其功能網(wǎng)絡(luò)》亮點頻出，項目發(fā)布的多項成果指標已大幅度領(lǐng)先國際現(xiàn)有水平。
例如，項目組已實現(xiàn)在單次蛋白質(zhì)組質(zhì)譜實驗中，鑒定細菌體內(nèi)99%的蛋白質(zhì)，鑒定人細胞內(nèi)93%的蛋白質(zhì)，遠遠超過了國外文獻中平均水平（60-70%），甚至目前國際較高鑒定量也只能達到85%左右。
蛋白質(zhì)組學(xué)，國際競爭的新戰(zhàn)場
蛋白質(zhì)是執(zhí)行各種生物學(xué)功能的分子，蛋白質(zhì)組學(xué)是研究生物體內(nèi)所有蛋白質(zhì)的學(xué)科領(lǐng)域。每個人體內(nèi)所有體細胞的基因組是一樣的，但不同的組織器官形態(tài)功能各異，在各種生理和病理條件下也會發(fā)生變化，其根本原因在于它們的蛋白質(zhì)差異很大。因此，只知道基因組并不能根本解決問題。
科學(xué)家們在2000年提出了“人類蛋白質(zhì)組計劃”，旨在對所有蛋白質(zhì)進行研究，以期真正破解生命與疾病的奧秘。蛋白質(zhì)組學(xué)成為各國科學(xué)界的必爭之地，中國自然不能落下。一次實驗中準確鑒定細胞中蛋白質(zhì)的數(shù)量，成為蛋白質(zhì)組學(xué)研究的首要基礎(chǔ)指標。
翻譯組學(xué)放光芒
通常，更好的儀器能輔助做出更大的發(fā)現(xiàn)。蛋白質(zhì)組學(xué)所依賴的高分辨率質(zhì)譜儀幾乎全靠進口，但國外最先進的質(zhì)譜儀并不對中國銷售。
那么中國科學(xué)家是如何在儀器不如人的情況下取得上文提到的、大幅超越國際同行的成績？這將歸功于中國科學(xué)家研發(fā)的秘密武器：翻譯組測序技術(shù)。
質(zhì)譜是目前研究大量蛋白質(zhì)最有效的技術(shù)手段，而蛋白質(zhì)質(zhì)譜發(fā)明以來，即便是現(xiàn)有最先進的技術(shù)也常錯漏百出。信號不完整且含有大量噪聲干擾的質(zhì)譜譜圖究竟代表著哪個蛋白質(zhì)，一直困擾著科學(xué)家們。
2013年，承啟首席科學(xué)家、暨南大學(xué)張弓教授首先開發(fā)出翻譯組測序技術(shù)，能高精度測定正在翻譯中的全長 mRNA ，而蛋白質(zhì)正是由 mRNA 翻譯而來，因此翻譯組測序技術(shù)可以為蛋白質(zhì)組質(zhì)譜解析提供獨立而精密的信息，從而大大提高解析蛋白質(zhì)的能力。正是因為這種有效的技術(shù)手段，翻譯組測序在同年被國際人類蛋白質(zhì)組組織（HUPO）作為人類蛋白質(zhì)組計劃的核心支柱之一。但在當年，人們并不知道這項新興技術(shù)究竟能給蛋白質(zhì)組帶來怎樣的革命。
新技術(shù)，新突破，新希望
近年來，張弓教授與中國蛋白質(zhì)組學(xué)界的同仁一同使用翻譯組學(xué)技術(shù)建立蛋白質(zhì)組質(zhì)量控制標準，不斷刷新蛋白質(zhì)組鑒定的能力及重現(xiàn)性的紀錄。
2017年 HUPO 世界大會上，張弓教授和王通教授代表中國進行特邀報告，使用翻譯組測序作為輔助手段，發(fā)布了當年鑒定數(shù)量最高的人蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)集，還發(fā)現(xiàn)了人基因組中隱含著數(shù)千個此前從未知曉的“新蛋白”，而這些“新蛋白”與癌癥等疾病密切相關(guān)，可能深藏著疾病的關(guān)鍵機制與藥物靶標。
2017至2018年，基于翻譯組測序技術(shù)作為質(zhì)量控制標準，張弓教授課題組接連發(fā)表了能大幅度提高現(xiàn)有質(zhì)譜儀性能與蛋白質(zhì)鑒定率與可靠性的方法與標準。這意味著在相同的儀器上，中國科學(xué)家可比國際同行作出更好的成績。
2019年，張弓與何慶瑜等教授一起刷新了蛋白質(zhì)組鑒定重現(xiàn)性的世界紀錄，高達99.8%的重現(xiàn)性意味著兩次測定同一生物體系的蛋白質(zhì)幾乎能得到完全相同的結(jié)果，遠高于目前世界上65-85%的平均水準，“蛋白質(zhì)組測不準”或?qū)⒉辉俪蔀閱栴}，從而掃清了蛋白質(zhì)組技術(shù)走向臨床診斷與治療的關(guān)鍵障礙。
為了能服務(wù)更多的人，張弓教授通過深圳承啟生物科技有限公司（以下簡稱“承啟生物”）將新技術(shù)商用化。2017年起，承啟生物為人類蛋白質(zhì)組計劃免費提供翻譯組測序服務(wù)，助力人類蛋白質(zhì)組計劃早日完成。
迄今為止，承啟生物已為國內(nèi)外科研機構(gòu)服務(wù)數(shù)百次，測定了細菌、酵母、動物、植物等各種物種的翻譯組，使以往難于研究的生物學(xué)過程變得清晰起來。承啟也成為目前僅少能提供多物種翻譯組測序及分析的公司，掌握著一系列翻譯組測序技術(shù)的專利。
本次國家重點研發(fā)計劃中期檢查圓滿結(jié)束，但探索創(chuàng)新不會止步。未來，承啟將繼續(xù)與各大高校、醫(yī)院等合作，將翻譯組學(xué)等新技術(shù)應(yīng)用于臨床與科研，通過規(guī)范商業(yè)化將研究成果落地于民生項目中，讓科研成果更好地造福百姓。
