Nature重大成果：首张人体蛋白详细图谱

来自慕尼黑工业大学的一组研究人员编撰了18000多个蛋白，绘制了一张几乎完整的人类蛋白质组图谱，目前这一图谱相关信息可免费获取，其中包含了不同细胞，组织，以及体液中多种蛋白类型，蛋白分布和蛋白丰度的相关信息。

　　

生物通报道：说起第一张人类基因组图谱，那已经是十几年前的事了，当年科学家们破解了24对染色体之后，满以为就此人体的奥秘可以破解了，然而时间过去了许多年，我们对于人体的功能，发育的过程，疾病的发生依然一知半解，这其中的原因也许就在于蛋白的奥秘还蒙着一层厚厚的面纱。

5月底，来自慕尼黑工业大学的一组研究人员编撰了18000多个蛋白，绘制了一张几乎完整的人类蛋白质组图谱，目前这一图谱相关信息可免费获取（ProteomicsDB database, https://www.proteomicsdb.org/）——由慕尼黑工业大学与软件公司SAP共同开发。其中包含了不同细胞，组织，以及体液中多种蛋白类型，蛋白分布和蛋白丰度的相关信息。

这项研究表明，一方面多个不同区域的基本功能过程涉及了上万种蛋白，另外一方面，每个器官中的蛋白图谱都是独一无二的，具有功能特异性。

同时在这项研究中还采用了两种高通量技术，用于确保这项研究的顺利进行，这两项技术就是质谱技术（mass spectrometry）和内存计算（in-memory computing，生物通译）。

从DNA蓝图到蛋白：RNA决定拷贝数

一个蛋白是如何由一个基因而来的呢？答案就在于RNA，这个过程需要花费几步令DNA蓝图被转录成RNA拷贝，然后这些信使RNA（mRNA）分子作为蛋白生产的模板，指导氨基酸组装成蛋白。

在这项研究中，研究人员发现每种mRNA都能决定细胞产生的蛋白数量。

这种“copying key”对于每种蛋白来说都是特殊的，“似乎每个mRNA分子都知道其翻译而来的蛋白的单位数量，到底是生成10个蛋白，还是100，1000个蛋白拷贝”，慕尼黑工业大学蛋白质组学和生物分析系主任Bernhard Küster教授解释道。

“现在我们知道了许多蛋白的这一比率，这样就能根据mRNA丰度推断几乎每个组织中的蛋白质丰度，反之亦然。”

新基因-老基因

令研究人员感到惊讶的是，他们发现了上百种由已知基因以外DNA编码的蛋白片段，这些新发现的蛋白可能具有一些新的生物学特性和功能，但其相关性目前还不清楚。

而且到目前为止大约有2000种蛋白，研究人员无法进行定位，这些蛋白根据基因图谱本应该存在的。其中一些蛋白也许只在胚胎发育时期出现，但是似乎还有许多已知基因失去了功能。这些尤其影响了嗅觉受体，这也许意味着现代人类的生存不再依赖于复杂的嗅觉系统了。

“在这里，我们可能看到了进化的脚步”，Küster表示，“人体弃用了一些多余的基因，同时又启用了一些新的基因”。在这种情况下，也许永远都无法确定人体内究竟有多少蛋白质。

蛋白图谱可用于预测药物敏感性

之前的研究表明，特定的蛋白模式可以用于预测某种药物的疗效。在这个最新的研究中，科学家们又分析检测了24种癌症药物，这些药物能对35种与其蛋白图谱具有强烈相关性的肿瘤细胞株产生作用。

Küster说，“这令我们离患者的个体化治疗又进了一步，如果我们详细了解了肿瘤的蛋白图谱，那么就能更加有靶向性的给药。而且这项研究提出的新观点，也将有助于医学研究人员研发组合药物，用于个体化治疗”。（生物通：张迪）

原文检索：

Mass-spectrometry-based draft of the human proteome; Nature, DOI: 10.1038/nature13319