“盲人摸象”和“地球衛(wèi)星”，中科院生化與細(xì)胞所研究員李勁松5月23日在上海舉行的香山科學(xué)會(huì)議第S47次學(xué)術(shù)討論會(huì)上，展示了這兩張?jiān)竞敛幌嚓P(guān)的照片。

　　在與會(huì)專家愉快的笑聲中，李勁松解釋，自2003年人類基因組計(jì)劃（HGP）完成后，超過(guò)2.2萬(wàn)個(gè)編碼蛋白質(zhì)基因被揭示。但是，進(jìn)入后基因組時(shí)代，蛋白質(zhì)組功能研究的進(jìn)展并不盡如人意。他直言，簡(jiǎn)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。”而基因組標(biāo)簽的方式則有希望如同用衛(wèi)星觀測(cè)地球一樣掌握全局的情況。

　　與會(huì)專家提議，應(yīng)啟動(dòng)“基因組標(biāo)簽計(jì)劃（GTP）”，并由我國(guó)科學(xué)家全權(quán)主導(dǎo)完成。

　　實(shí)時(shí)追蹤蛋白質(zhì)分幾步？

　　李勁松向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》介紹，該計(jì)劃將在具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“人造精子細(xì)胞”上進(jìn)行單一蛋白質(zhì)原位標(biāo)簽打靶，獲得全基因組蛋白質(zhì)的標(biāo)簽“人造精子細(xì)胞”庫(kù)，進(jìn)而通過(guò)卵子注射獲得全基因組超過(guò)2萬(wàn)個(gè)蛋白的標(biāo)簽小鼠庫(kù)，完成超過(guò)2萬(wàn)個(gè)標(biāo)簽蛋白質(zhì)的生理組織表達(dá)譜分析，打造國(guó)際模式生物中心。

　　用通俗的話來(lái)說(shuō)，科學(xué)家打算這么做：第一步，用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)在一種被稱為“人造精子細(xì)胞”的孤雄單倍體胚胎干細(xì)胞特定的基因序列上插入特定的“標(biāo)簽”序列，以獲得帶有基因標(biāo)簽的“人造精子細(xì)胞”。第二步，把這個(gè)細(xì)胞注入卵子，對(duì)小鼠進(jìn)行“人工授精”，獲得攜帶標(biāo)簽蛋白質(zhì)的小鼠。第三步，打上“標(biāo)簽”的基因便可以在小鼠生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程轉(zhuǎn)錄和翻譯成為帶有特定標(biāo)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(xué)家就能用技術(shù)手段在體、實(shí)時(shí)、動(dòng)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(dǎo)B和上海市科委項(xiàng)目的支持，目前已經(jīng)成立了中科院生化與細(xì)胞所GTP研發(fā)中心?？茖W(xué)家已經(jīng)按照上述步驟獲得了500多個(gè)標(biāo)簽的“人造精子細(xì)胞”和140多個(gè)標(biāo)簽小鼠品系。

　　“這為進(jìn)一步大規(guī)模實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”李勁松表示。

　　中科院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所研究員韓敬東已經(jīng)“近水樓臺(tái)”地利用GTP開(kāi)展了對(duì)一種包含溴結(jié)構(gòu)（BrD）蛋白的研究。“我們第一次系統(tǒng)性地描繪了BrD蛋白家族維持干細(xì)胞的干性與自我更新的作用。”她在會(huì)議上告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

　　助力精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)

　　據(jù)了解，該計(jì)劃將在5至10年內(nèi)完成基因組范圍超過(guò)2萬(wàn)株的“人造精子細(xì)胞”庫(kù)，并獲得5000余個(gè)重要蛋白質(zhì)標(biāo)簽小鼠，形成有國(guó)際影響力的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研發(fā)平臺(tái)。

　　與會(huì)科學(xué)家對(duì)GTP在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的未來(lái)用途也充滿興趣。

　　例如，在神經(jīng)科學(xué)上，通過(guò)標(biāo)簽對(duì)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(jìn)行定量分析，能夠幫助科學(xué)家了解這類分子的組織表達(dá)分布。

　　在癌癥研究上，GTP可以與腫瘤表觀遺傳學(xué)進(jìn)行結(jié)合，對(duì)表觀遺傳調(diào)控相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子與修飾因子進(jìn)行基因表達(dá)的實(shí)時(shí)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(diǎn)。

　　在出生缺陷遺傳機(jī)制上，GTP有機(jī)會(huì)解決在體示蹤單個(gè)致病性突變基因表達(dá)涉及哪些器官、組織和細(xì)胞等重要問(wèn)題。

　　會(huì)議執(zhí)行主席、中科院院士、中科院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所研究員李林指出：“GTP計(jì)劃由中國(guó)科學(xué)家利用自主研發(fā)技術(shù)主導(dǎo)完成，將開(kāi)啟蛋白質(zhì)研究的新時(shí)代，希望中國(guó)生命科學(xué)家能第一時(shí)間利用這個(gè)平臺(tái)開(kāi)展研究?！?/p>

　　原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2019年5月24日 頭版

　　作者：甘曉