北大蛋白质科学中心：交叉视角下的蛋白质研究

在过去的半个世纪里，科学家对于作为生命活动直接执行者的蛋白质的认识已经取得了飞跃性的进展，蛋白质的“神秘面纱”被一点一点揭开。而这一切无不得益于针对蛋白质展开的跨学科研究。没人能够预料，跨学科研究所带来的思想碰撞还会产生怎样的结果。
 
作为国内蛋白质研究领域的重要力量之一，北京大学的科学家们正在突破传统学科界限、整合力量、进行前所未有的跨学科交叉研究。北大生命科学学院副院长、北大蛋白质科学中心主任昌增益在接受《科学时报》记者采访时表示，蛋白质科学领域正面临着巨大的挑战，应对挑战的有效途径就是继续推进前沿学科的交叉发展。

昌增益，北大生命科学学院副院长、北大蛋白质科学中心主任

 
学科交叉强
 
随着我国经济社会的发展，对蛋白质研究提出了日益迫切的需求。蛋白质研究已成为我国确立的4个重大科学研究计划之一。而对于蛋白质复杂多样的结构功能、相互作用和动态变化的深入研究，全面揭示生命现象的本质，则是后基因组时代的主要任务。
 
蛋白质研究的重点领域包括重要生物体系的转录组学、蛋白质组学、代谢组学、结构生物学、蛋白质生物学功能及其相互作用等方面。通俗的理解，就是研究蛋白质的功能、结构、作用机制等。蛋白质就像“自然的机器人”，能对环境作出响应。
 
昌增益向记者解释，此前的蛋白质研究偏重体外研究，主要研究体外蛋白质的性质、结构、行为、活性等。而现在，研究方向已转向对体内（活细胞中）蛋白质的研究。体内研究主要想知道蛋白质的合成时间、寿命、不同功能蛋白质的工作机制等。
 
“生命科学研究不像物理、化学等学科那样拥有完善的知识体系，需要借助其他学科提供的手段、方法。北大的蛋白质研究比较全面，学科交叉也很强。”昌增益说。比如让工科背景的教授研究活细胞中蛋白质的行为，对蛋白质进行实时检测；或者对蛋白质进行改造，使它的行为朝着人类期望的方向发展。这些极具挑战性的前沿课题都需要理论和实践结合，不同学科密切交叉。
 
合作范围广
 
在北大“十五”期间设立的为数不多的几个前沿交叉学科研究机构中，以蛋白质研究为主的机构就占了两个，一个是北大蛋白质科学中心，另一个是北大理论生物学中心。前者是对蛋白质开展全方位的研究，力争在基础和应用方面取得成果；后者则以理论与系统生物学方面的跨学科研究为主。
 
成立于2005年底的蛋白质科学中心，承担着跨院系合作和学术交流的职能。中心成员来自北大的生命科学、化学、物理、医学及工程学等多个院系，是跨学科研究的典型代表。中心通过邀请学者访问、组织论坛、讲座、会议等形式，搭建起沟通信息、交流成果、发掘合作课题的桥梁，特别是针对蛋白质研究前沿技术的信息交流，受到院系师生的积极响应和好评。
 
不仅如此，两个侧重点不同的研究中心也展开密切的合作。昌增益介绍，蛋白质科学中心主要研究蛋白质，而理论生物中心研究的范围包括蛋白质、核酸、脂，甚至是记忆、思维、运动等。“功能上虽然有些重叠，但不妨碍两个中心教授间的合作交流。”他说。
 
通过论坛等交流机会，双方了解了各自的工作、科研进展，明确瓶颈所在，然后再展开针对性的科研攻关。当研究领域涉及蛋白质结构方面时，需要一些物理、化学的手段，于是就找到相关院系的人员；作理论预测时，则需要与理论生物学背景的人展开合作。“大大小小的合作很多，有的出了成果，但有相当一部分未必有结果。”昌增益告诉记者。
 
他向记者介绍了一个坚持了较长时间的研究课题。医学方面对蛋白质的研究较偏重临床应用，于是经常有医院实验室找到蛋白质科学中心寻找合作。北大人民医院某教授曾就妇科肿瘤早期诊断的问题与昌增益进行合作，这项研究进行了好多年，一直随着他从清华来到北大。然而对于蛋白质功能和肿瘤细胞产生之间的关系而言，目前的技术条件还不具备，所以研究难以取得实质性进展。“很多情况下是我们能提出问题但做不了，他们（其他院系）可以做，所以两边的学生经常互相交流。”
 
领跑国际舞台
 
具有基础学科和技术学科优势的北大，为发展跨学科研究提供了独特的优势和重要的基础条件。几乎和蛋白质科学中心同时成立的北大前沿交叉学科研究院，就是专职统筹交叉学科研究的平台。
 
昌增益介绍，学校对跨学科研究的支持主要以软环境支持为主，经费支持少。前沿交叉学科研究院成立后，在管理与运行机制方面进行了有益的探索，但仍处于初期阶段，难免还存在不足。交叉学科要怎么发展？这个问题值得探讨。为此他强调，为了鼓励跨学科研究，需要建立一个良好的协作交流平台，“不指望它提供多少经费，它应该提供更多的信息、服务支持。”他同时认为，教授作为科研合作的主体，应该获得更大的支持。学校在创新机制调动人的积极性方面还应多作努力。
 
“学科的发展既有分化，又有联合、交叉，但科学研究没有学科之分。”昌增益说。交叉性学科的出现及发展，不但有利于产生新的学科，对传统学科的发展也起到了促进作用。“促进科学问题的产生，这才是有意义的事情。”
 
他认为北大在前沿交叉学科的研究，将促进一些学科在国内及国际舞台上扮演领跑者的角色。此外，跨学科研究也与人才培养、研究生教育密切相关。
 
他的实验室就鼓励不同背景的人进入，以提供不同的理论、思路和方法。这样的例子在科研领域并不鲜见，就像在生物学界一样，许多物理、化学背景出身的人最后却以生物学家而闻名。蛋白质研究需要学科交叉，需要博采众长、广泛交流，他认为就像对公众进行的科普教育一样，也是交流的过程。
 
“真希望科技界也能出一些像易中天、于丹一类的学术明星，来向大众讲解像蛋白质这样的神奇生命分子及其所参与的形形色色的生命现象。”昌增益充满期待。