建立癌细胞的蛋白数据库


  十年前,人类基因组计划成功地完成了全部30亿个核苷酸的碱基对测序,引领生物学乃至整个科学发展进入全新的领域。现在,德国马克思-普朗克生化研究所(Max Planck Institute for Biochemistry in Martinsried)的科学家们又将研究目光投向了DNA的产物——蛋白质,他们希望通过了解蛋白质的数量及变化趋势,从而了解细胞的发展进程。

  蛋白质是生命的不可或缺的物质基础,它由多条氨基酸链组成,在许多疾病的发展过程中都起到关键的作用,例如癌症疾病导致的蛋白变化引发细胞无限增殖,形成肿瘤。然而,人类基因组上约有3万个基因,典型的人类细胞中约产生12000种蛋白质,要了解所有蛋白质,所需的工作量将远远胜于基因组分析。

  为了解决这个困难,领导这项研究的科学家、蛋白质组学及信号转导部门的负责人马蒂亚·曼(Matthias Mann)及同事找出了同时确认多个蛋白质的方法。他们将蛋白质分解成多肽片段,用质谱仪将它们电离并根据电场中的聚集对其分类。根据多肽信号的在测量仪中的分布及强度,研究学者们得以重建蛋白质。曼介绍说,蛋白质组学将能做到基因组学所不能的,基因组分析只能告诉你个体是否发生基因变化,而蛋白质组学则更直观地显示出基因变化的结果。

  为此,以色列科学家塔米·盖格(Tami Geiger)建立了重要的癌症细胞系的蛋白质数据库。她将这个数据库作为参考,对比健康人体组织与癌症人体组织样本。她用特殊的碳或氮的同位素为蛋白质标记,这些同位素将比天然碳或氮原子重一些。因此,标记和未标记的多肽在质谱仪中的信号强度不等,研究学者从而可以识别癌细胞中哪一种蛋白产生的多,或者少。盖格的目标是建立广泛的蛋白标记目录,目前他们正在建立大肠癌及胰腺癌目录。

  在不远的将来,研究学者们将能运用这种方式诊断组织样本中是否包含癌细胞。曼表示说,这项技术终将成为简易低廉的有效诊断方法,尽管在真正进入临床前还需要大量的研究。