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編者按：生命的調控是在不同水平上進行的，包括基因水平、轉錄水平、蛋白質水平和代謝水平，這也是多組學研究的意義所在。為；此，圍繞代謝與疾病，蛋白質翻譯后修飾與蛋白組學等研究工作，生物谷專訪了復旦大學生命科學院教授，國家蛋白質重大研究計劃首席科學家趙世民。
生物谷：非常感謝您能參加生物谷在4月份主辦的2017多組學與臨床轉化前沿論壇。您作為國家蛋白質重大研究計劃首席科學家，在代謝相關蛋白質翻譯后修飾檢測方法、新代謝相關蛋白質翻譯后修飾的發現及相關調控酶的發現等方面取得了原創性的突破。請您介紹一下這方面所獲得的科研成果以及與人類疾病的關系。
回答：生物是由簡單的分子通過精密組裝形成的復雜整體。要了解生命的奧秘，我們不但需要知道比如DNA片段、各種RNA、蛋白質和代謝物這些單個分子的生物化學特性，更需要知道他們之間的相互聯系，以及在外界環境改變的時候各種分子之間的互動關系。蛋白質是執行生物功能的基礎分子，它們的功能受到細胞內外環境變化的調控。以代謝酶為例，它們的活性受到細胞能量水平、細胞代謝物水平以及細胞生存環境等諸多環境因素的調控。我們發現這些環境因素通過不同的蛋白質翻譯后修飾來“告訴”代謝酶應該如何改變其酶活。比如，當細胞代謝物水平高的時候，乙酰基轉移酶將代謝物乙酰輔酶A修飾到代謝酶上，調節代謝酶的活性；而當細胞的能量水平低的時候，去乙酰化酶感知到細胞里面NAD+水平相對較高，它們就會把代謝酶上修飾的乙酰基給去掉，向增加能量產出的方向調控代謝酶活性。如果代謝酶的活性調控失效了，或者偏向一個方向，生物的生存就會受到威脅，對人類來說，就是生病了。而各種組學研究的重要性就在于它們可以告訴我們生物體內哪些平衡被打破了。因此，應用多組學開展研究日益成為生物醫學研究的主流。
生物谷：您在國際上率先提出了代謝物參與細胞信號通路調控的概念，發現代謝酶突變致腫瘤的機理，請問代謝物是如何誘導細胞惡性轉化的呢？
回答：生物體內的分子可以分成具有催化活性的分子和不具催化活性的分子兩大類。蛋白質和RNA是具有催化活性的分子，因此長期受到關注和大量研究。相反，在很長時間內，代謝物被認為是不具催化活性的，它們僅僅是為提供細胞能量來源和大分子合成材料而存在，所以，代謝物的生物調控功能研究較少。但是，人類至今未能攻克的復雜疾病，包括糖尿病、癌癥、心腦血管疾病等都無一例外都與代謝物失調相關。我們因此猜想代謝物具有細胞信號調控功能。這個猜想被我們在癌癥研究中獲得了證實。一般說來，癌癥的發生需要多條癌癥信號通路的同時突變才能發生。而人們發現，像2-羥基戊酸（2-HG）這樣的單個促腫瘤代謝物的累積就可以導致癌癥生成。我們發現，2-HG實際上是可以通過不同的方式改變多條癌癥信號通路的。所以，2-HG累積就可以起到多條癌癥信號通路的同時突變的效果，導致癌癥的發生。因此，代謝物參與細胞信號通路調控概念的提出具有重要的意義，它賦予沒有催化活性的代謝物重要的“生物活性”，也為復雜疾病的病因研究開啟了新的方向。
生物谷：近年來隨著新技術的不斷涌現，加快了多組學研究向定量化，高通量的發展。特別是在單細胞層次研究基因組學、轉錄組學、蛋白質組學和代謝組學，已成為人們發現生命化學物質基礎和深入了解其分子機制的新方向，請問您認為哪些技術促進了多組學的發展， 多組學未來的發展方向是什么，在臨床上的應用有哪些？
回答：對于基因組學和轉錄組學，測序技術的迅猛發展無疑是其動力。全基因組測序已經由30年前的浩大國家工程變成人人可消費的基礎技術。蛋白質組學和代謝組學的飛躍式進步無疑有賴于將質譜檢測技術應用到生物醫學領域，諾爾獎也因此授予了將質譜技術用于蛋白質檢測的科學家。多組學的大量應用已經為生物醫學研究帶來巨大變化，它們的應用已經可以使科學家將以前很難聯系起來的兩個或多個生物（疾病）事件密切的關聯起來，也為疾病診斷、干預新手段的開發提供了前所未有的機遇。多組學技術正在快速向臨床推進，無論是在疾病診斷還是在復雜疾病的精準治療，多組學都將是未來醫學診療的重要組成部分。
趙世民，科技部“創新人才推進計劃”重點領域創新團隊負責人；教育部“長江學者獎勵計劃”特聘教授；國家重大科學研究計劃（蛋白質）首席科學家；國家“生物治療”協同創新中心前沿平臺主任；2000年獲美國Purdue大學博士。
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2006年全職回國任職復旦大學，從事代謝失調與人類疾病關系基礎研究。近年來在國際上開創性的發現了代謝酶的乙酰化調控機制，開辟代謝調控研究新領域，被美國冷泉港會議認為是“2010年國際生物學領域最有意義的兩項發現之一”；在國際上率先提出代謝物參與細胞信號通路調控的概念，發現代謝酶突變致腫瘤機理，成果收入國際權威腫瘤生物學教科書（The Biology of Cancer，by R. Weinberg）。回國工作后以復旦為第一作者或通訊作者在包括Science（3篇）、Cell、Cancer Cell、Molecular Cell（2篇）、Cell Metabolism等國際頂級期刊在內的期刊發表SCI論文二十多篇。成果近20次被Science、Nature、Cell、Molecular Cell、Cancer Discovery及Nature China（5次）等期刊專文介紹或評述。有4篇研究論文5年單篇他引超過500次，是國際近年熱點引用論文。近5年發表的論文總引用超過2500次，使我國代謝調控研究躋身國際前列。
獲獎情況 (Awards)
2012教育部自然科學一等獎（第一完成人）
2010年中國高校十大科技進展
2010年中國科學十大進展
談家禎生命科學創新獎
明治乳業生命科學研究杰出獎等。
歡迎轉載：http://www.kanwencang.com/shehui/20170307/111619.html
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