日本政府在过去两年增加了对结构基因组的投资,尽管各公司不清楚这种投资能否为其带来利益,但本文作者认为:蛋白质工程和结构生物学至少会为人们提供许多就业机会——

无疑日本已错过了基因组学革命,为了帮助制药业进入后基因组时代,日本政府对结构基因组学加大了投资。但日本的科学家和企业家普遍相信这是国家不愿错失结构基因组学发展的大好机会。企业界人士说,许多公司对能否从投资中获取收益仍然不清楚,但成功地将结构基因组学和高效结构检测技术应用到药物开发上将依赖于生物技术或软件公司及制药企业的彼此合作。

在日本,蛋白质结构测定的研究是后基因组研究中优先发展的方向,今年早些时候,当有21家公司加入到从事蛋白质结构检测的企业协会时,协会的组织者感到很惊奇。Tanabe Seiyaku健康信息分会的会长、同时也是日本制药生产者联合会研究和发展委员会的主席敏和宫城山岛说,他曾预测不会超过12家企业加入该协会。参与者数目的巨增说明在日本制药企业中结构基因组学和蛋白质结构检测所蕴涵的利益正快速增长,同时也为公司向结构基因组研究提供许多先进仪器的机会。

靶向目标确定

多数日本公司都计划应用高效结构测定方法研究理想的靶向药物,尽管这是一项十分困难的任务。其中少数几家公司还计划在上述基础上研究新的靶向药物。但分析家发现,在参与蛋白质结构研究的公司中,只有少数几家日本制药公司能够支撑起以结构基因组学为基础的药物开发项目。

结构基因组学趋于被看作增加公司现存研究项目中的另一种工具,而不是一个基本的新方法。尤其一些小公司开始利用结构基因组作为减少含铅量、精制铅化合物,或者对药物开发过程中的最后阶段被放弃的化合物进行重新评价的工具。几家制药公司目前正与日本理化学研究所(RIKEN)进行合作,努力确定3000个新的蛋白质结构。尽管企业界对努力确定成千的新蛋白质结构仍然持怀疑态度,但在日本的生命科学和生物技术领域中,结构基因组学在过去的两年里成为主要的投资对象。

3.4

日本理化学研究所基因组学中心实验室

在日本最早的基因组学研究中心——日本理化学研究所基因组学中心(GSC)和今年4月刚成立的由日本经贸部和工业部投资的基因组中心——日本生物信息研究中心(JBIRC),结构基因组是主要的研究重心。在理化学研究所,结构基因组研究目标包括两个大的计划——基因结构和蛋白折叠计划。这两个计划在过去几年里每年投资500万~700万美元,另外还有仪器和设备的投资。在理化学研究所的西播磨研究中心进行的结构方面的研究计划,主要是确定栖热菌属嗜热生物所有蛋白的结构。尽管结构计划主要是利用X射线晶体学进行测定,但在GSC的蛋白折叠计划从开始就紧密地与GSC的新核磁共振仪联系起来;从属于蛋白折叠计划的研究主要是利用在GSC的科学家建立的互补cDNA文库检测鼠和植物蛋白的结构。

掌握信息主动权

日本生物信息研究中心的研究主要是人的跨膜蛋白,由于膜蛋白难于大量获得并且不易结晶,因此跨膜蛋白不是典型的结构基因组计划的重点。因此JBIRC希望在三个分部招聘100位在结构基因组学、功能基因组学、生物信息学方面学有专长的专职研究人员。METI连续7年每年提供3200万美元。尽管JBIRC从属于METI先进工业科学和技术研究所,但其大部分资金来自于新能源和工业技术组织(该组织是METI投资体),因此在JBIRC只有20个职位提供给管理人员,其余的职位依合同为准。

为了促进与企业界的交流,JBIRC的管理被委托给日本生物信息学会,这是一个由来自于生命科学和信息技术工业界约83个成员组成的组织。尽管JBIRC计划在未来几个月雇佣新成员并且来自于JBIRC子公司或大学的科研人员将占有一些位置,但填充这些新位置可能要比最初希望的时间长些。对于中心主任良正京极来说,情况完全不同。他说“在大学我们时常有大量的学生,在这里我们有大量的资金,但只有有限的工作人员。”建立JBIRC的目的之一就是激活当地的生物信息工业。尽管在日本的几个公司——包括Pharma Design和Protein Express现在也为结构预测、结构数据库或合理药物设计提供软件和服务,直至今天在结构基因组学方面日本的计算机工具或数据库市场仍被美国和欧洲公司所占领。大的信息技术公司例如NEC宣布,他们打算加快与蛋白质结构预测和药物开发的步伐,应用分子动力学模拟有关的高效系统和软件的开发。Yamanouchi和Eisai制药公司也计划在未来几年里加大对基因组学和后基因组学的投资。

蛋白质结构的研究在日本越来越引起许多公司的注意,加快了蛋白工程结构以及基因组学的研究步伐,甚至如电子自动化这一类公司也开始聘用有生物技术、基因组学或蛋白工程知识背景的科学家。未来的几年里,具有蛋白表达、结构检测、蛋白生物信息或合理药物设计知识背景的科学家的就业机会很可能增加。

[Nature,2001年9月6日]