搭建全球最好蛋白质科学研究平台

牵住国际生命科学前沿领域的“牛鼻子”

搭建全球最好蛋白质科学研究平台

在国家蛋白质科学中心·上海，一名科研人员正在操作高通量自动化克隆系统。 本报记者 谢震霖摄

昨天，被誉为探索生命奥秘的“国之利器”的大科学装置——国家蛋白质科学研究（上海）设施顺利通过国家验收。作为上海浦东张江的国家重大科技基础设施的重要组成部分，该设施将与上海光源、中科院上海高等研究院、新药创制研发基地、上海科技大学等一起，为上海建设具有全球影响力的科技创新中心而发力。

看清一个蛋白质结构只要2分30秒

当今世界正在进行一场生命科学的角逐，当生命科学进入“后基因组时代”，探究基因组所蕴含的生物学意义、探索蛋白质的奥秘，已成为全球生命科学研究的热点，也是国际生命科学前沿领域激烈竞争的制高点。

2008年11月14日，国家发改委批复蛋白质科学研究设施国家重大科技基础设施项目建议书，希望通过建设蛋白质科学研究设施，形成具有国际一流水平和综合示范作用的蛋白质科学研究支撑体系。2010年12月，上海设施动工建设，2014年3月建成，完成总投资7.56亿元，项目总建筑面积3.3万平方米。

就在几年前，“解出一个重要蛋白质结构，就是一篇高水平论文”还是生命科学家发表论文的规律，因为蛋白质结构太难解析了。从基因克隆、蛋白质制备、提纯，再到结晶，最初解析一个蛋白质结构需要三四年时间，即使后来效率提高了，平均也要一年左右。

而在上海设施的平台上，目前预计一年可以解析上千个蛋白质结构；用上海光源蛋白质专用线站看清一个蛋白质结构，只要2分30秒。国家蛋白质科学（上海）研究中心主任雷鸣介绍，上海设施拥有世界一流的规模化、系统化研究技术装备，是具备蛋白质制备、多尺度结构分析、多层次动态研究、整体与定量分析及数据库与计算分析能力的国际一流蛋白质科学研究平台。

从“手工作坊”到“自动化工厂”

要成为世界最好的蛋白质研究平台，上海设施必须要有自己的“独门秘籍”。凭着在清华大学辅修计算机、学过自动化的功底，雷鸣带领团队在上海设施中自行设计了5套大型自动化装置：1套“高通量自动化克隆构建系统”，4套配备先进的规模化蛋白质制备系统。通过自主开发的软件，与硬件设备和科研应用相结合，实现了大规模克隆构建和蛋白表达过程的自动化。

效率从“手工作坊”一下子提升到“流水线工厂”，雷鸣说，上海设施开建时的目标，是每年解析150个蛋白质结构，现在的服务能力可超过目标6倍多，“这意味着国内原先由于服务能力不足而要到国外去做的蛋白质结构解析实验，如今可以在国内解决了。”

“高精度激光双光镊系统”是上海设施独家研制的一套系统：以激光为“镊子”，将蛋白质轻轻拉开，可以看到它是如何折叠的；900赫兹的核磁共振，主要用来测试蛋白质的溶液结构，类似于给蛋白质做“CT”……无需走出这个设施，核磁、质谱、电镜等国际主流的蛋白质研究手段都能运用，这样的体验对于科学家来说独一无二。

引进国际一流科学家打造人才队伍

黄超兰是上海设施的一张“名片”，由她负责的13台质谱分析仪组成的质谱分析系统，已经研发出了一系列国内其他实验室尚不具备的研究手段，吸引了包括诺贝尔奖获得者的研究组在内的多家科研单位前来合作——在试运行的短短1年间，已有100多个课题在这里进行。

中国科学院院士沈文庆认为，上海设施要成为一个国际上叫得响的平台，软硬件都要过硬，硬件会随着时代发展更新换代，但人才团队却可历久弥新。在雷鸣的心中，没有人，再好的设备也运转不起来。

目前，中科院蛋白质科学中心（上海）已引进多位国际一流的蛋白质研究领域的科学家，初步形成一支互相配合、实力雄厚的研发队伍。仅在试运行期间，中心各研究组就已获得了包括中科院战略性先导科技专项和国家重大科学研究计划项目在内的多项重大课题，相关研究成果已经在《自然》《癌细胞》等国际著名学术刊物上陆续发表。

《文汇报》 2015年7月29日 第1版

作者：沈湫莎