0.1秒，給蛋白質(zhì)拍張“高清照”--生命科學(xué)領(lǐng)域中的平臺搭建（TMC）
研究員在用光鑷技術(shù)探究蛋白質(zhì)。陳龍攝
剝開雞蛋，你就看見了蛋白質(zhì)。可怎樣能看清它們的分子結(jié)構(gòu)？怎樣弄清數(shù)以萬計的蛋白質(zhì)如何工作？這關(guān)乎人類對生命本質(zhì)的認(rèn)識，也是 quan 球 生命科學(xué)家目前面臨的最重大課題之一。
在上海張江，一座guo 際 yi 流的蛋白質(zhì)科學(xué)研究平臺正初具規(guī)模。日前，在中科院“公眾科學(xué)日”活動中，記者走進(jìn)了這個正在籌建中的 guo 家 級大科學(xué)設(shè)施，一探其中的 jian 端 設(shè)備與先進(jìn)技術(shù)。
解析從幾小時縮短到2分半鐘
世界 zhu 名 結(jié)構(gòu)生物學(xué)家、清華大學(xué)教授施一公曾說，對于結(jié)構(gòu)生物學(xué)，拿到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)僅僅是起點(diǎn)。而能拿到一個蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，往往要耗費(fèi)一個研究組約一年時間。
“這是因?yàn)樗泄ぷ鞫?bi 須 由人工完成?！敝锌圃荷虾Ｉ圃荷c細(xì)胞研究所研究員雷鳴告訴記者，蛋白質(zhì)研究至今還處于“手工作坊”階段，而他則希望讓這一領(lǐng)域盡快進(jìn)入“工業(yè)時代”——科學(xué)家下單要某個蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，智能工廠會很快將數(shù)據(jù)送到書桌前。
自2011年6月以“千人計劃”引進(jìn)回國，雷鳴出任國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心·上海的主任時，就開始將這一設(shè)想付諸實(shí)施。如今，這個解析蛋白質(zhì)的“智能工廠”已在蛋白質(zhì)科學(xué)研究（上海）設(shè)施初具雛形——
一套由中心自行設(shè)計、quan 球 wei 一 的基因克隆自動化設(shè)備初露鋒芒，yi 天 可完成960個基因的克隆，而傳統(tǒng)人工操作 yi 天 每人 zui 多 完成十幾個；蛋白質(zhì)復(fù)制、提純，乃至結(jié)晶，都由機(jī)器人完成；在上海光源的蛋白質(zhì)研究專用線站上，在新研發(fā)的自動化軟件幫助下，為蛋白質(zhì)分子拍一張照只需 0.1 miao，獲得一套數(shù)據(jù)最快僅需36秒，而解析結(jié)構(gòu)只用短短2分半鐘……
“光鑷”輕輕拉開蛋白質(zhì)分子
在可預(yù)見的未來，精細(xì)到原子的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，將源源不斷地公諸于世，生命科學(xué)研究也將進(jìn)入一個新生代。作為與蛋白質(zhì)上海設(shè)施配套的國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心·上海，已準(zhǔn)備好了蛋白質(zhì)研究的 yi 流 科研平臺——
黃超蘭是中心特地從海外引進(jìn)的 gao 端 人才，她為中心帶起了一支世界 yi 流 水準(zhǔn)的質(zhì)譜分析團(tuán)隊(duì)，而這一技術(shù)幾乎在任何生命科研中都不可或缺。美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院終身教授周界文加盟該中心不久，就解析出了丙肝病毒中的重要蛋白，為丙肝 zhi 療 開辟新方向。中心已與 ding 級 動物設(shè)施合作，建立果蠅、小鼠等實(shí)驗(yàn)動物平臺，從細(xì)胞、組織層面開展更深入的蛋白質(zhì)研究。
在光鑷實(shí)驗(yàn)室，記者看到中心科研人員 du 家 研發(fā)的一套系統(tǒng)，它把蛋白質(zhì)的兩頭套進(jìn)直徑2微米的微球中，用激光為“鑷子”，將蛋白質(zhì)輕輕拉開，由此察看蛋白質(zhì)如何折疊。
雷鳴說，他希望在這片占地45畝的科技園區(qū)里，未來不僅誕生出一批 yin 領(lǐng) 世界蛋白質(zhì)研究的科研成果和科學(xué)家，還能衍生出一系列蛋白質(zhì)相關(guān)的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
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國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心·上海（籌）是我國在生命科學(xué)領(lǐng)域的 di 一 個綜合性重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。2008年11月，該項(xiàng)目列入國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目計劃，2010年12月動工建設(shè)。該項(xiàng)目總投資7億元，項(xiàng)目總建筑面積3.3萬平方米，由中科院上海生命科學(xué)研究院承擔(dān)建設(shè)任務(wù)，并依托上海設(shè)施同步籌建國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心·上海。
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