北大蛋白質科學中心：交叉視角下的蛋白質研究

在過去的半個世紀里，科學家對于作為生命活動直接執行者的蛋白質的認識已經取得了飛躍性的進展，蛋白質的“神秘面紗”被一點一點揭開。而這一切無不得益于針對蛋白質展開的跨學科研究。沒人能夠預料，跨學科研究所帶來的思想碰撞還會產生怎樣的結果。
 
作為國內蛋白質研究領域的重要力量之一，北京大學的科學家們正在突破傳統學科界限、整合力量、進行前所未有的跨學科交叉研究。北大生命科學學院副院長、北大蛋白質科學中心主任昌增益在接受《科學時報》記者采訪時表示，蛋白質科學領域正面臨著巨大的挑戰，應對挑戰的有效途徑就是繼續推進前沿學科的交叉發展。

昌增益，北大生命科學學院副院長、北大蛋白質科學中心主任

 
學科交叉強
 
隨著我國經濟社會的發展，對蛋白質研究提出了日益迫切的需求。蛋白質研究已成為我國確立的4個重大科學研究計劃之一。而對于蛋白質復雜多樣的結構功能、相互作用和動態變化的深入研究，全面揭示生命現象的本質，則是后基因組時代的主要任務。
 
蛋白質研究的重點領域包括重要生物體系的轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學、結構生物學、蛋白質生物學功能及其相互作用等方面。通俗的理解，就是研究蛋白質的功能、結構、作用機制等。蛋白質就像“自然的機器人”，能對環境作出響應。
 
昌增益向記者解釋，此前的蛋白質研究偏重體外研究，主要研究體外蛋白質的性質、結構、行為、活性等。而現在，研究方向已轉向對體內（活細胞中）蛋白質的研究。體內研究主要想知道蛋白質的合成時間、壽命、不同功能蛋白質的工作機制等。
 
“生命科學研究不像物理、化學等學科那樣擁有完善的知識體系，需要借助其他學科提供的手段、方法。北大的蛋白質研究比較全面，學科交叉也很強。”昌增益說。比如讓工科背景的教授研究活細胞中蛋白質的行為，對蛋白質進行實時檢測；或者對蛋白質進行改造，使它的行為朝著人類期望的方向發展。這些極具挑戰性的前沿課題都需要理論和實踐結合，不同學科密切交叉。
 
合作范圍廣
 
在北大“十五”期間設立的為數不多的幾個前沿交叉學科研究機構中，以蛋白質研究為主的機構就占了兩個，一個是北大蛋白質科學中心，另一個是北大理論生物學中心。前者是對蛋白質開展全方位的研究，力爭在基礎和應用方面取得成果；后者則以理論與系統生物學方面的跨學科研究為主。
 
成立于2005年底的蛋白質科學中心，承擔著跨院系合作和學術交流的職能。中心成員來自北大的生命科學、化學、物理、醫學及工程學等多個院系，是跨學科研究的典型代表。中心通過邀請學者訪問、組織論壇、講座、會議等形式，搭建起溝通信息、交流成果、發掘合作課題的橋梁，特別是針對蛋白質研究前沿技術的信息交流，受到院系師生的積極響應和好評。
 
不僅如此，兩個側重點不同的研究中心也展開密切的合作。昌增益介紹，蛋白質科學中心主要研究蛋白質，而理論生物中心研究的范圍包括蛋白質、核酸、脂，甚至是記憶、思維、運動等。“功能上雖然有些重疊，但不妨礙兩個中心教授間的合作交流。”他說。
 
通過論壇等交流機會，雙方了解了各自的工作、科研進展，明確瓶頸所在，然后再展開針對性的科研攻關。當研究領域涉及蛋白質結構方面時，需要一些物理、化學的手段，于是就找到相關院系的人員；作理論預測時，則需要與理論生物學背景的人展開合作。“大大小小的合作很多，有的出了成果，但有相當一部分未必有結果。”昌增益告訴記者。
 
他向記者介紹了一個堅持了較長時間的研究課題。醫學方面對蛋白質的研究較偏重臨床應用，于是經常有醫院實驗室找到蛋白質科學中心尋找合作。北大人民醫院某教授曾就婦科腫瘤早期診斷的問題與昌增益進行合作，這項研究進行了好多年，一直隨著他從清華來到北大。然而對于蛋白質功能和腫瘤細胞產生之間的關系而言，目前的技術條件還不具備，所以研究難以取得實質性進展。“很多情況下是我們能提出問題但做不了，他們（其他院系）可以做，所以兩邊的學生經常互相交流。”
 
領跑國際舞臺
 
具有基礎學科和技術學科優勢的北大，為發展跨學科研究提供了獨特的優勢和重要的基礎條件。幾乎和蛋白質科學中心同時成立的北大前沿交叉學科研究院，就是專職統籌交叉學科研究的平臺。
 
昌增益介紹，學校對跨學科研究的支持主要以軟環境支持為主，經費支持少。前沿交叉學科研究院成立后，在管理與運行機制方面進行了有益的探索，但仍處于初期階段，難免還存在不足。交叉學科要怎么發展？這個問題值得探討。為此他強調，為了鼓勵跨學科研究，需要建立一個良好的協作交流平臺，“不指望它提供多少經費，它應該提供更多的信息、服務支持。”他同時認為，教授作為科研合作的主體，應該獲得更大的支持。學校在創新機制調動人的積極性方面還應多作努力。
 
“學科的發展既有分化，又有聯合、交叉，但科學研究沒有學科之分。”昌增益說。交叉性學科的出現及發展，不但有利于產生新的學科，對傳統學科的發展也起到了促進作用。“促進科學問題的產生，這才是有意義的事情。”
 
他認為北大在前沿交叉學科的研究，將促進一些學科在國內及國際舞臺上扮演領跑者的角色。此外，跨學科研究也與人才培養、研究生教育密切相關。
 
他的實驗室就鼓勵不同背景的人進入，以提供不同的理論、思路和方法。這樣的例子在科研領域并不鮮見，就像在生物學界一樣，許多物理、化學背景出身的人最后卻以生物學家而聞名。蛋白質研究需要學科交叉，需要博采眾長、廣泛交流，他認為就像對公眾進行的科普教育一樣，也是交流的過程。
 
“真希望科技界也能出一些像易中天、于丹一類的學術明星，來向大眾講解像蛋白質這樣的神奇生命分子及其所參與的形形色色的生命現象。”昌增益充滿期待。