作为基因功能的实现者，蛋白质负责执行几乎所有的生命过程，也是大多数药物的靶向调控目标，是生物学研究的主体之一。和基因组研究的策略一样，科学家们已不再局限于对个别蛋白质进行研究，而是对细胞或组织内成千上万的蛋白质同时进行研究，并于2014年发布了第一个人类蛋白质图谱，奠定了一个跨学科新兴领域的基础。作为青年教师，虽不敢妄言前瞻生物学科，但是深感责任重大，在交大“双一流”建设的关键时期，试图理清蛋白质组学的发展趋势，结合线粒体生物医学研究所“衰老及相关重大慢病生物学机制”的研究目标，提出我们在蛋白质组学研究中的布局，为交大的学科发展做出自己的贡献。
一、蛋白质组即将完全撕掉“功能基因组”的标签，形成独立的学科
虽然蛋白质的序列由基因编码，但是人体基因组仅常规编码大约2万种蛋白，注定了序列变化只是蛋白质功能调节的一小部分。高度复杂的蛋白质功能调节决定了蛋白质组学逐步撕掉“功能基因组学”的标签，成为一门独立的学科。自概念提出以来，在已经走过的23年历程中，蛋白质组学确立了“色谱—质谱”技术的主要研究手段，系统性发现了蛋白质动态翻译后修饰及其调控的蛋白质—蛋白质相互作用在蛋白质亚细胞定位、分子机器形成、自身表达调控等方面的重要地位。目前的蛋白质组研究已经不再萧规曹随，囿于中心法则，而是聚焦蛋白质组特有的调节模式及其对生命活动的影响。在研究方向上不再唯序列，更注重构象；不再唯突变，更关注修饰；不再唯个体，更强调相互作用；不再唯定性，更注意定量；不再唯平均，更追求原位检测。在我们国家的战略规划中，已经将蛋白质组与基因组并列，作为“精准医疗”研究计划的一部分，相信随着蛋白质组的发展，必定在人类健康和疾病诊疗中发挥关键作用。
二、蛋白质组学与其它学科深度交叉，成为生命科学研究的基石
蛋白质组学不是凭空诞生的，而是学科交叉的结果，没有基因组学、生物化学、多肽化学、材料科学、分析化学、精密仪器、数理统计及计算机科学的发展，就没有现在的蛋白质组学，这些学科的相关研究成就了蛋白质组学这一新学科。最近蛋白质组学与分子医学、大数据技术及人工智能深度交叉，成为新的研究趋势，不止丰富了蛋白质组学研究的内涵，也助力了其它学科的发展。蛋白质组学技术适用于诸如原核微生物、真核微生物、植物和动物等各种不同的研究对象，涉及信号转导、细胞生长与凋亡、基因表达与调控、蛋白质折叠与定位等各种重要的生物学现象的表征。在生物学内部，蛋白质组学为众多生物学二级学科如细胞生物学、神经生物学、生物化学、分子生物学等学科给予了强有力的支撑，特别是蛋白质组学与其它大规模科学如基因组学、代谢组学等领域的交叉，所呈现出的系统生物学研究模式，是未来生命科学令人激动的新前沿之一。
三、积极布局蛋白质组学前沿方向，占领关键技术制高点
我国已经进入老龄化社会，衰老及相关疾病如癌症、帕金森症、老年痴呆症及糖尿病等重大疾病的临床诊断和治疗是国家重大需求。以癌症为例，我国大约每10秒就有一位患者死亡。癌细胞利用激酶调整蛋白质相互作用网络，改造信号通路，逃避自体免疫环境或药物治疗。在此过程中，蛋白质的翻译后修饰调节，特别是磷酸化调节至关重要，与肿瘤的发生与发展、药物的响应与抗性密切相关。而这些信息只能由蛋白质组学方法获得，在该领域的突破与基因组学、代谢组学及其它生物学分支结合，能够快速、灵敏、准确地分析鉴定人类疾病的详细信息，是实现精准医疗的前提。然而目前还没有技术能够体外复制蛋白质信号，提高检测灵敏度、精确度和通量对蛋白质组学研究的深度和广度至关重要，因此我们着重布局蛋白质组学研究新方法的开发及其在衰老相关重大慢性疾病研究中的应用，也为揭示“线粒体营养素”的生物学机制及发展衰老干预新方法提供强有力的技术支持。
三十年前，还没有蛋白质组学。二十年前，蛋白质组学只是基因组学研究的延续。十年前，蛋白质组学已经名列《科学》杂志六大研究热点之一。如今，蛋白质组学已经融入到生物学研究的各个领域。三十年后，蛋白质组学可能是人类疾病个性化诊疗的主要手段、系统性揭示生命奥秘的利器。诚然，我们深知西安交通大学的蛋白质组学研究尚处于追赶阶段。“雄关漫道真如铁, 而今迈步从头越”，我们将在西迁精神的引领下，以先辈为榜样，以家国为己任，勇立潮头，砥砺奋进，为建设世界一流生物学科贡献力量。
作者简介：
刘华东，生命学院教授。
邮箱：huadongliu@xjtu.edu.cn
团队简介：
线粒体生物医学研究所成立于2009年1月，以研究线粒体相关疾病为导向，将基础研究和国家需求相结合，为中国首家研究线粒体生物学和医学的研究所。刘华东于2015年加入研究所，建立蛋白质组中心，致力于蛋白质翻译后修饰组学在解析蛋白质动态互作网络中的应用，与医学、化学及生物物理等学科多维交叉。中心现有教授及客座教授4名，在读博士研究生8名，培养本科毕业生6名，拥有国际一流的蛋白质组学研究平台，对相关一级学科及科研基地的发展形成有力支撑。
