基因组是“材料清单”蛋白质是“最终钥匙”

基因组是“材料清单”蛋白质是“最终钥匙”
【美国《华尔街日报》2月13日文章】题：是蛋白质而不是基因可能为人类复杂性和疾病提供线索
本周科学家说只需要3万种基因（比普遍预测的数目要少2/3）就能够造出一个人，这一惊人的消息令科学家感到迷惑不解，他们想解释为什么这么少的基因就能造出一个完整的人。
这个问题的答案，也许能在由人体细胞产生的蛋白质构成的复杂网络中找到。一些研究人员认为，人类基因组也许为细胞提供了制造30万种不同蛋白质的指令。
几年来，大型医药公司的科学家和很多较小的生物技术公司的研究人员已把注意力转到了蛋白质上，这些科学家竞相寻找新的蛋白质并且确定它们的功能。这是因为，蛋白质很可能是发现新的疾病诊断化验方法和新药物的最终钥匙。
范德比尔特大学的生物化学家理查德·卡普廖利说，人类基因组“不是模板而是建造材料清单”。他说：“我们知道哪些成份进入了细胞中，但是它们起什么样的作用？细胞中发生着大量的相互作用，正是这些相互作用使细胞健康或者不健康。”
细胞通过读取基因中的信息生产蛋白质，所以基因能够给科学家提供有关蛋白质的重要线索。而蛋白质则是生命的基本构件，是细胞和蛋白质之间的化学信使，并且是通过血液把其他蛋白质运送到身体各个部分的货船。通过了解蛋白质，科学家认为他们最终能够解决作为疾病和健康基础的基本生物化学机制。
愈基公司总裁乔纳森·罗思伯格说：“虽然我们已获得了整个基因组的序列，但是我们还没有鉴别出所有的基因以及它们所表达的蛋白质。”这家公司和很多公司一道于去年开始采用一种称为“蛋白组学”的技术对蛋白质进行归类并且研究蛋白质的作用。
详尽的蛋白质知识，除了可提供科学问题的答案外，它对保护生物学上的发现以获得商业利润也至关重要。到目前为止，愈基公司的研究人员已在1300种基因和这些基因表达的蛋白质上拥有500多项专利。罗思伯格说，科学家已在对其中的几十项发现进行测试，以开发新的药物。
直到前不久，科学教条还认为每种基因只制造一种蛋白质。但是，如果这种说法是正确的，那么人体这部机器就只会有3万种零件，每种零件对应一种基因。科学家认为这是不可能的，因为这样少的蛋白质不能够形成人类这种复杂的生物。科学家不愿猜测人体内有多少种蛋白质，特别是在研究界对基因的数目做出了与事实相去甚远的猜测之后。但是如果取得一致意见（可能要过几十年时间），其结果很可能是数十万种蛋白质。
到底一种基因能够表达几种蛋白质，是昨天在华盛顿新闻发布会上提出的几个未解决的关键问题之一。在这个新闻发布会上，塞莱拉基因组公司和公共的基因组项目发布了各自的人类基因组图谱，它们确定了构成人体DNA的30亿个碱基的序列。这两家机构都能够独立确定人体含有大约3万种基因，只比果蝇的基因数多一倍。不过研究人员承认，知道碱基的序列只为解开蛋白质谜团提供了初步的线索。
匹兹堡大学的生物学家葆拉·格拉博夫斯基说，一个基因中的很多部分常常像洗牌一样重新排列顺序，每种顺序能够产生不同的蛋白质。她说，最近的一项研究表明，果蝇体内的一种基因能够产生9·8万种不同的蛋白质。这种重要的生物化学机制，有助于解释为什么蛋白质的数目比基因的数目多。
另外一种使蛋白质研究变得复杂的生化因素是，DNA及其含有的基因位于称为染色体的整齐的小包裹中。但是，蛋白质往往混在一碗浊汤中。把蛋白质分离和鉴别出来非常耗费时间。不过，随着越来越多的实验室和生物技术进入蛋白质研究领域，研究工具的效率正在迅速提高。
研究人员正在使用这些技术，寻找把健康细胞转变成癌细胞的关键蛋白质，或者寻找防止细胞转变成肿瘤的蛋白质。在利用这种开关机制开发出新的治疗方法之前，科学家说他们能够研制出相应的化验方法以检验血液中是否存在这样一种蛋白质，从而在癌症变得致命之前发现苗头。