國家中長期科學與技術發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃研究-閱讀頁
2025-02-25 11:59本頁面
【正文】 的多細胞生物體的每一類細胞中的基因組的組成（即細胞核中的 DNA分子序列）是完全相同的。細胞的分化過程被認為是這種存在于不同細胞中的蛋白的差異所致。但因為很多蛋白質在細胞內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分子。而這個方面的研究也同樣離不開數(shù)、理、化等學科科學家的參與。人們期望能夠對單個蛋白質分子（包括由多個蛋白質分子相互作用形成的復合體）在發(fā)揮生物學功能時的動態(tài)結構進行全程觀察：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（生物體內的能量貨幣）中的化學能高效地轉化為機械能的。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，蛋白質復合物，體外，細胞水平和整體水平）研究蛋白質的結構、功能和作用機制出發(fā)，蛋白質研究必須必然經(jīng)歷一個從體外到體內的過程。 蛋白質結構的高度有組織性、結構和功能的高度多樣化、結構和功能的高度對應性、以及完成功能時的快速性和可調節(jié)性等特性，使得我們可以將蛋白質分子看作是一個高度復雜的“系統(tǒng)”，同時其大小也使其成為納米科學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相互作用網(wǎng)絡蘊涵著許多生命的奧秘。 發(fā)展新的蛋白質研究方法論和新的技術 研究蛋白質的理論需要創(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，研究蛋白質還存在很多方法手段上的障礙。蛋白質研究新方法的建立可能更多的需要依賴于非生物學家們的努力。只有當我們對生命有機體中那成千上萬種蛋白質的結構和功能有了充分了解之后，生物技術的無窮威力才可能得以真正發(fā)揮、生物技術才會成為一個成熟的產(chǎn)業(yè)：除了在醫(yī)療和農(nóng)業(yè)上的直接的應用之外，對發(fā)揮不同生物學功能的蛋白質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鍵酶蛋白而發(fā)揮其效應的；很多抗菌素是通過抑制細菌細胞的蛋白質合成過程而發(fā)揮作用的等。 遠期應用前景 催化生物有機體內各種各樣化學轉化過程的是被稱為酶的一大類蛋白質。 對蛋白質結構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在人類生活的各個方面的應用，同時我們還可以設計出具有新的活性的人工蛋白質來完成我們所期望的工作。 三、實施蛋白質研究計劃的可行性 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。當今，全面深刻認識蛋白質又絕非傳統(tǒng)生物學所能，它注定需要多學科的交叉，并正在引起越來越多的物理學、化學、數(shù)學、計算機科學等科學家的興趣和關注，有一些有影響的科學家已涉足其中，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研究的高水平技術平臺和基地，在國際一流的學術刊物上發(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。 這些國際國內的條件為我們在中國成功實施“蛋白質研究計劃”奠定了良好的基礎。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研究的地區(qū) ,其它地區(qū)視發(fā)展情況再定。 采取“導向性研究”與“自由探索研究”相結合的方式。 項目要設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。 基礎科學研究比較適合開展國際合作。 總之，通過該計劃的實施，我國要在蛋白質科學與技術的重要戰(zhàn)略方向產(chǎn)生一系列重大的科學與技術研究成果，建立國際領先的研究、開發(fā)和成果轉化體系。并將基因組學、蛋白質科學、代謝組學、細胞活動的分子機制、腦與認知的正常和異常的生物學基礎、重大疾病發(fā)病機制及相關的防治措施作為重要研究
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