國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃研究-閱讀頁
2025-02-25 11:59本頁面
【正文】 的多細(xì)胞生物體的每一類細(xì)胞中的基因組的組成（即細(xì)胞核中的 DNA分子序列）是完全相同的。細(xì)胞的分化過程被認(rèn)為是這種存在于不同細(xì)胞中的蛋白的差異所致。但因為很多蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的存在量極微或存在的時間極短，目前還難以有真正有效地去捕捉這些蛋白質(zhì)分子。而這個方面的研究也同樣離不開數(shù)、理、化等學(xué)科科學(xué)家的參與。人們期望能夠?qū)蝹€蛋白質(zhì)分子（包括由多個蛋白質(zhì)分子相互作用形成的復(fù)合體）在發(fā)揮生物學(xué)功能時的動態(tài)結(jié)構(gòu)進行全程觀察：比如，一個酶蛋白分子是如何完成一個完整催化過程的；一個“馬達蛋白”分子是如何將儲存于 ATP（生物體內(nèi)的能量貨幣）中的化學(xué)能高效地轉(zhuǎn)化為機械能的。建立這種單分子研究系統(tǒng)的挑戰(zhàn)主要在于方法的靈敏性（單個蛋白分子能夠發(fā)出的檢測信號是極其微弱的）和快速性（完成某一過程的時間可以在皮秒范圍甚至更快?。?。 從不同層次（單分子，蛋白質(zhì)復(fù)合物，體外，細(xì)胞水平和整體水平）研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能和作用機制出發(fā)，蛋白質(zhì)研究必須必然經(jīng)歷一個從體外到體內(nèi)的過程。 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的高度有組織性、結(jié)構(gòu)和功能的高度多樣化、結(jié)構(gòu)和功能的高度對應(yīng)性、以及完成功能時的快速性和可調(diào)節(jié)性等特性，使得我們可以將蛋白質(zhì)分子看作是一個高度復(fù)雜的“系統(tǒng)”，同時其大小也使其成為納米科學(xué)研究的理想對象之一。通過非共價相互作用而形成的靈活可變的蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)蘊涵著許多生命的奧秘。 發(fā)展新的蛋白質(zhì)研究方法論和新的技術(shù) 研究蛋白質(zhì)的理論需要創(chuàng)新，但理論創(chuàng)新離不開新的更為精密和高效的技術(shù)手段的出現(xiàn)。從上面的描述中，我們已經(jīng)看到，研究蛋白質(zhì)還存在很多方法手段上的障礙。蛋白質(zhì)研究新方法的建立可能更多的需要依賴于非生物學(xué)家們的努力。只有當(dāng)我們對生命有機體中那成千上萬種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能有了充分了解之后，生物技術(shù)的無窮威力才可能得以真正發(fā)揮、生物技術(shù)才會成為一個成熟的產(chǎn)業(yè)：除了在醫(yī)療和農(nóng)業(yè)上的直接的應(yīng)用之外，對發(fā)揮不同生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)機器的深入了解將改變我們的工業(yè)模式。比如阿斯匹林就是通過抑制一種催化前列腺素合成的關(guān)鍵酶蛋白而發(fā)揮其效應(yīng)的；很多抗菌素是通過抑制細(xì)菌細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成過程而發(fā)揮作用的等。 遠(yuǎn)期應(yīng)用前景 催化生物有機體內(nèi)各種各樣化學(xué)轉(zhuǎn)化過程的是被稱為酶的一大類蛋白質(zhì)。 對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的深入研究不僅會大大促進我們對天然存在的蛋白質(zhì)在人類生活的各個方面的應(yīng)用，同時我們還可以設(shè)計出具有新的活性的人工蛋白質(zhì)來完成我們所期望的工作。 三、實施蛋白質(zhì)研究計劃的可行性 在我國實施該計劃，除了具有重大意義和必要性外，也具有廣泛和牢靠的基礎(chǔ)。當(dāng)今，全面深刻認(rèn)識蛋白質(zhì)又絕非傳統(tǒng)生物學(xué)所能，它注定需要多學(xué)科的交叉，并正在引起越來越多的物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)等科學(xué)家的興趣和關(guān)注，有一些有影響的科學(xué)家已涉足其中，并取得成績。近年來，在多個國家計劃的支持下，已建立了一些蛋白質(zhì)研究的高水平技術(shù)平臺和基地，在國際一流的學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表了有國際影響的研究成果，為今后的研究打下了堅實的基礎(chǔ)。 這些國際國內(nèi)的條件為我們在中國成功實施“蛋白質(zhì)研究計劃”奠定了良好的基礎(chǔ)。其實施的原則和組織體系與工程類重大專項的實施原則和體系會有所不同。 建立若干個公共的、集群式的研究基地和技術(shù)平臺，集中在一個相對小的地區(qū)，如北京，上海和合肥等已具備良好蛋白質(zhì)研究的地區(qū) ,其它地區(qū)視發(fā)展情況再定。 采取“導(dǎo)向性研究”與“自由探索研究”相結(jié)合的方式。 項目要設(shè)立專門的專利管理部門，及時進行成果專利化的分析和申報。 基礎(chǔ)科學(xué)研究比較適合開展國際合作。 總之，通過該計劃的實施，我國要在蛋白質(zhì)科學(xué)與技術(shù)的重要戰(zhàn)略方向產(chǎn)生一系列重大的科學(xué)與技術(shù)研究成果，建立國際領(lǐng)先的研究、開發(fā)和成果轉(zhuǎn)化體系。并將基因組學(xué)、蛋白質(zhì)科學(xué)、代謝組學(xué)、細(xì)胞活動的分子機制、腦與認(rèn)知的正常和異常的生物學(xué)基礎(chǔ)、重大疾病發(fā)病機制及相關(guān)的防治措施作為重要研究
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