人体内已知的蛋白质有两万多种，但根据计算预测，可能有数百万种之多。目前科学家能够研究的只有大约1万种，较受关注的只有几千种，而作为药物靶点的仅有数百个。加上与人体共生的细菌、病毒等微生物，生物界还有数以亿计的蛋白质，犹如宇宙中“暗物质”一般的存在，其中蕴藏了大量治疗各种疾病的靶点和潜在药物。

日前，由英国、加拿大、中国、美国、瑞典、德国六国科学家共同发起了一项全球倡议，呼吁研究者将更多目光投射到那些“未充分研究的蛋白质”。这份近期发表于国际权威学术期刊《自然-方法》和《自然-生物技术》的科学倡议认为，科学家应扩大研究视野，以系统性消除目前蛋白质研究中存在的各种偏见，从而为未来更深入详尽的研究打下基础。

“明星分子”与“路灯效应”

西湖大学蛋白质组大数据实验室负责人郭天南教授，是参与发起“未充分研究蛋白质计划”倡议的唯一一位中国科学家。他告诉记者，生命世界中，蛋白质的数量是个天文数字，人体内究竟有多少种蛋白质，科学家还不清楚。然而，目前对于蛋白质的大量研究都集中在少数“明星分子”身上，因为它们有较成熟的研究工具，容易发表论文，被引用的概率也更高。

《自然-方法》在相关评论文章中给出的数据令人震惊：生命科学所发表的论文95%集中于已被充分研究的约5000种蛋白质。即使在人类基因组序列公布之后，还是有75%的研究集中于其发布之前的已知蛋白质上。

此次倡议将这种研究现状类比为“路灯效应”——在漆黑的夜晚，如果有一盏路灯亮着，那么失主寻找失物的时候，只能在路灯下寻找。倘若需要寻找的东西在路灯光照范围之外，他也无能为力。

郭天南认为，这个比喻十分贴切地描绘出了全球蛋白质研究的现状。由于工具和手段的局限，大多数科学家都将目光瞄准于容易发文章、较易获得基金资助的“明星蛋白质”上，而那些对认识生命本质、治疗疾病可能更重要的未充分研究蛋白质却成了“冷门分子”，少人甚至无人问津。

红极一时的电影《我不是药神》中提到的“神药”靶点的原型，即治疗慢性髓系白血病的药物靶点BCR-ABL融合蛋白，就是一种很难被发现的特殊蛋白质，通常仅在这一种肿瘤中出现，但却可以彻底改变该疾病的治疗，让它从不治之症变为可以控制的慢性病。郭天南说，在“路灯灯光”之外，还可能有无数的疾病诊治关键蛋白有待科学家去发现。

目前蛋白质组研究鉴定到的跟新冠病毒有关的蛋白中，一半以上都是未充分研究的蛋白质。此外，合成生物学研究显示，在创建一个人造生命所必需的蛋白质组合中，有149种蛋白质是未被充分研究的蛋白质。郭天南认为，将这些人类研究未涉足的蛋白质称为“暗物质”毫不为过。

全球携手完成蛋白质拼图

为何生命科学家的视线总是集中于少数蛋白质？这份“未充分研究蛋白质计划”倡议也提到，一个主要的客观原因是缺乏更多的研究手段和技术平台。因此，这个计划的一项主要内容就是呼吁各国科学基金提供资金支持，吸引更多科学家投身开拓更多新的研究手段。

郭天南介绍，他们已经通过学术杂志发起问卷调查，先要弄清哪些蛋白质已经在研究，哪些尚未被研究，明年将会得出结果。接下来，根据“未充分研究蛋白质”清单，他们会与各国科学基金联系，呼吁其支持针对这些蛋白质的研究。“我们希望各国科学家一起努力，发掘蛋白质组中的‘暗物质’，通过国际分工合作共同完成这幅蛋白质世界的大拼图。”

其实，已有不少生命科学家意识到了蛋白质世界“暗物质”的重要性，也在不断开拓新的研究路径。2017年以来，中科院院士、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员李劲松一直致力于“全基因组标签计划”，就是希望通过为蛋白质贴上标签，从而突破更多蛋白质的研究瓶颈。

“基因记录了蛋白质的编码，但生命体在制造蛋白质时不同的空间折叠，以及蛋白质在行使功能时与不同的‘小伙伴’合作，都会让它发挥不同的作用。”李劲松说，这种复杂性使得科学家必须发展更多的技术手段，才能理清生命的精密调控和运行过程。

的确，蝌蚪和青蛙、蝴蝶和毛毛虫，基因组完全一样，但产生的蛋白质却完全不同。就人体而言，健康、疾病和药物，都有蛋白质参与其中，饮食、肠道微生物、皮肤细菌等无不与蛋白质相关。郭天南表示，未来希望有更多中国科学家响应倡议，在蛋白质“暗物质”世界中开疆拓土，深入探索生命的奥秘。

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