蛋白质也能贴“二维码”，凭借原创技术体系，上海科学家将发起国际大科学计划

▲GTP计划创始人李劲松在实验室

为与人体生命活动息息相关的2.2万种蛋白质贴上“二维码”标签，像跟踪快递包裹一样观察它们在体内的活动，这将改变人类认识生命的方式。

这就是已在上海酝酿了两年之久的“基因组标签计划”（GTP计划）——它由中国科学家利用自主研发技术主导完成，将开启全球蛋白质研究的新时代。在日前举行的香山科学会议第S47次会议上，与会专家建议以GTP计划为基础，启动一项国际大科学计划。这将为上海迈向具有全球影响力的科创中心，再添浓墨重彩的一笔。

从“盲人摸象”到“精确跟踪”

给蛋白质打上容易识别的标签，在生物体内跟踪它们活动的踪迹，是全球生命科学家的梦想。直到最近，上海科学家开始将这个梦想变成现实。

本世纪初,人类基因组计划揭示出了2.2万个编码蛋白质的基因。然而,由于现在用于蛋白质功能研究的抗体,制备起来昂贵而繁琐,还有约一半蛋白质无抗体可用。而且,由于抗体质量不稳定,使实验效果波动巨大——这造成了科研时间和经费的大量浪费。

能否用一种抗体识别出所有蛋白质？2012年,中国科学院生物化学与细胞生物学研究所研究员李劲松研究组发展起了“人造精子细胞”技术,可以低成本、高效率、大规模地实现这个梦想。

利用这种技术，可以用一个精子细胞繁殖出成百上千只遗传背景一模一样的实验小鼠——科研人员只要用基因编辑技术，做出一个带上准确蛋白质标签的精子细胞，并将它保存好，就能在需要时，繁殖出带有特定蛋白质标签的小鼠。

李劲松说，科学家可以直接跟踪这些带上标签的蛋白质，观察它们在生命活动中的真实表现，“如果蛋白质研究此前还停留在‘盲人摸象’阶段，那么基因标签技术则让它进入了可以精准跟踪的‘卫星导航’时代”。这将助力人类编纂生命活动本质的百科全书，推动基础研究发展，形成研究新理论、新范式。

以原创技术孕育国际大科学计划

人类基因组计划共花费了30亿美元，开启了人类认识生命的新时代。“我们又站到了一个新的时代门槛上。”本次香山科学会议执行主席、中科院院士、中国科学院上海生命科学研究院研究员李林认为，以我国科学家具有完全知识产权的技术为核心，发起国际大科学计划，建立起世界级生命科研平台，将会显著增强我国在世界生命科学界的影响力，为上海增强创新策源力添柴加油。

2017年5月，李劲松在一次研讨会上首次提出了GTP项目设想。仅用不到两个月，生化与细胞所通过中国科学院先导计划B项目，拨给他200万元经费，以便他立即着手探索。当年10月，上海市科委得知了这个项目进展后，很快启动“科技创新行动计划”，支持经费2000万元。12月，生化与细胞所GTP研究中心成立。

“目前，GTP中心已完成标签细胞524种，标签小鼠141种，超额完成项目的既定目标。”提到未来发展，李劲松踌躇满志：整套技术体系已经相当成熟，只需培训更多技术人员，就能为更多蛋白质打上标签——再有10亿元投入，就能在五到十年内，研发出2.5万种标签细胞、5000种标签小鼠。

李林认为，如果发展顺利，未来五年内，一个世界级模式动物平台将在上海兴起，将吸引全球蛋白质研究领域的科学家前来开展研究。同时，这个基础研究平台还将为包括国际人类表型组计划在内的其他国际大科学计划提供支撑。

作者：许琦敏
编辑：许琦敏 朱颖婕
责任编辑：樊丽萍

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