从蛋白质窥探基因

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自从人类基因组蓝图出炉后，世界科学家就忙着解读这30亿个字母的意义，有的选择把一堆字母凑在一起当成基因来分析，有的则把字母整合排列来找出个中蹊跷，想方设法找出什么基因负责身体什么结构的发展。

不过一些科学家决定先不理会数字庞大的基因，而选择从基因的产品－－蛋白质，倒回头研究基因的功能。这就促成了蛋白质组的研究。

蛋白质晶片的产生

老爱抄捷径的蛋白质组科学家，梦想能有一种工具，只要滴几滴血液在工具上，就能找出指定的蛋白质，省下加加减减化学剂来提解蛋白质的繁琐及耗时程序。这个梦想，则造就蛋白质晶片的产生。

现在市面上只有一两种蛋白质晶片，但这些蛋白质晶片最大的局限是无法有效地把蛋白质“锁定”在晶片上。要不就是能巩固地锁定，却无法完整地保留蛋白质原有的功能。

经过一年多的试验，新加坡国立大学生物学系兼化学系一组研究员，不但成功把蛋白质锁在晶片上，更大的突破是能完整地保留它的功能，尤其是允许蛋白质以它最佳的液体状态粘合在晶片上。

有趣的是，以姚少钦副教授为首的这组研究员返朴归真，使用最常使用的胶合化学剂，就克服了科学界无法成功胶合蛋白质与晶片的困难。

姚少钦副教授说，抗生物素蛋白（avidin）和生物素（biotin）是常用的胶合化学剂，两者一碰面就紧紧结合，难以分开。把抗生物素蛋白涂在晶片上，过程并不难；但要把生物素与蛋白质结合，就不容易。

其中一名研究生雷仪萍成功把生物素结合在蛋白质的N界标和C界标（termini），而且这两个界标与外来的化学剂结合后，蛋白质的功能没有受到影响。

以汽车为例，N界标和C界标就好像汽车尾部的拖车环钩，在车尾钩上额外的小东西如一个环子，并不会影响车子的行驶功能。再想像这个小环是磁铁，晶片上的抗生物素蛋白是铁片，当小环碰上铁片，就相互吸引。

现在，他们已成功在三种实验室常用蛋白质的N界标和C界标上，附上生物素。此外，他们也检测了另外30种蛋白质，效果令人满意。即使经过多次冲洗，蛋白质也不会脱落。多次冲洗是进行晶片测试的必要步骤。

不过，要把生物素附在蛋白质上，需要相当繁琐的过程，而且效果时好时坏。即使附上生物素，要提取纯的蛋白质也不易。

这时，科学家抄捷径的特质又再浮现。

姚少钦副教授和雷仪萍目前就设法把附着的过程简化，脱开蛋白质，而是直接以细胞为对象。

一个钱币大的晶片检测逾百种蛋白质

首先是让细胞大量扩增到足够的数目，然后设法让生物素能“自动”进入细胞内，与细胞内某个指定的蛋白质结合。当细胞被分解倒在晶片上，带有生物素的蛋白质就会与晶片上的抗生物素蛋白紧紧胶合。一番冲洗后，晶片上就能检测到这个指定的蛋白质。

研究员准备为这个技术申请专利权，一旦大规模应用开来，就能克服蛋白质晶片现有的局限，单以一个钱币大的晶片，就能检测超过百种的蛋白质。

一些科学家就希望能以检验蛋白质的方法，来诊断疾病。简单的说，科学家只要把某种疾病的蛋白质涂在晶片上，然后把病人的血液滴在晶片上。如果血液中带有这种疾病，蛋白质就会附着在晶片上，检测非常方便、迅速。

摘自 联合早报