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0.1秒,給蛋白質拍張“高清照”--生命科學領域中的平臺搭建(TMC)

來源:本站 發布時間:2017-3-4 9:32:32 瀏覽量:
 

研究員在用光鑷技術探究蛋白質。陳龍攝 

  剝開雞蛋,你就看見了蛋白質。可怎樣能看清它們的分子結構?怎樣弄清數以萬計的蛋白質如何工作?這關乎人類對生命本質的認識,也是全球生命科學家目前面臨的最重大課題之一。 

  在上海張江,一座國際一流的蛋白質科學研究平臺正初具規模。日前,在中科院“公眾科學日”活動中,記者走進了這個正在籌建中的國家級大科學設施,一探其中的尖端設備與先進技術。 

  解析從幾小時縮短到2分半鐘 

  世界著名結構生物學家、清華大學教授施一公曾說,對于結構生物學,拿到蛋白質結構僅僅是起點。而能拿到一個蛋白質結構,往往要耗費一個研究組約一年時間。 

  “這是因為所有工作都必須由人工完成。”中科院上海生科院生化與細胞研究所研究員雷鳴告訴記者,蛋白質研究至今還處于“手工作坊”階段,而他則希望讓這一領域盡快進入“工業時代”——科學家下單要某個蛋白質結構,智能工廠會很快將數據送到書桌前。 

  20116月以“千人計劃”引進回國,雷鳴出任國家蛋白質科學中心·上海的主任時,就開始將這一設想付諸實施。如今,這個解析蛋白質的“智能工廠”已在蛋白質科學研究(上海)設施初具雛形—— 

  一套由中心自行設計、全球唯一的基因克隆自動化設備初露鋒芒,一天可完成960個基因的克隆,而傳統人工操作一天每人最多完成十幾個;蛋白質復制、提純,乃至結晶,都由機器人完成;在上海光源的蛋白質研究專用線站上,在新研發的自動化軟件幫助下,為蛋白質分子拍一張照只需0.1秒,獲得一套數據最快僅需36秒,而解析結構只用短短2分半鐘…… 

  “光鑷”輕輕拉開蛋白質分子 

  在可預見的未來,精細到原子的蛋白質結構,將源源不斷地公諸于世,生命科學研究也將進入一個新生代。作為與蛋白質上海設施配套的國家蛋白質科學中心·上海,已準備好了蛋白質研究的一流科研平臺—— 

  黃超蘭是中心特地從海外引進的高端人才,她為中心帶起了一支世界一流水準的質譜分析團隊,而這一技術幾乎在任何生命科研中都不可或缺。美國哈佛大學醫學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,為丙肝治療開辟新方向。中心已與頂級動物設施合作,建立果蠅、小鼠等實驗動物平臺,從細胞、組織層面開展更深入的蛋白質研究。 

  在光鑷實驗室,記者看到中心科研人員獨家研發的一套系統,它把蛋白質的兩頭套進直徑2微米的微球中,用激光為“鑷子”,將蛋白質輕輕拉開,由此察看蛋白質如何折疊。 

  雷鳴說,他希望在這片占地45畝的科技園區里,未來不僅誕生出一批引領世界蛋白質研究的科研成果和科學家,還能衍生出一系列蛋白質相關的高技術產業。 

  相關鏈接 

  國家蛋白質科學中心·上海(籌)是我國在生命科學領域的第一個綜合性重大科技基礎設施。200811月,該項目列入國家高技術產業發展項目計劃,201012月動工建設。該項目總投資7億元,項目總建筑面積3.3萬平方米,由中科院上海生命科學研究院承擔建設任務,并依托上海設施同步籌建國家蛋白質科學中心·上海。

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