2023年5月8日上午,在第11屆亞太人類蛋白質組大會上,π-HuB計劃依托聯合國教科文組織 “基礎科學國際年” 平臺,舉行了人體蛋白質組導航國際大科學計劃(Proteomic NavIgater of the Human Body, π-HuB Project)白皮書1.0全球發布會,正式向全球發布了π-HuB計劃的核心科學目標和實施方案1.0版,向與會者介紹和分享了該計劃的最新動態。

π-HuB計劃由我國科學家領銜發起并主導,得到國內外科學界廣泛響應和支持。該計劃旨在繪制人類全生命周期全球性重大疾病及代表性膳食模式、生存環境的蛋白質組圖譜,解析人類蛋白質組構成原理和演變的規律,探索生物醫學大數據從信息知識到智慧的路徑,實現人體蛋白質組定位系統的精確空間定位、準確狀態定性和人體從非健康狀態到健康狀態的精準導航。
發布會上,計劃首席科學家賀福初院士系統解讀了π-HuB計劃白皮書的內容。π-HuB計劃為何以π命名?賀福初院士介紹道:首先,世界多國科學家都對圓周率π的測量做出了重要貢獻(如古希臘科學家阿基米德、我國數學家張衡、劉輝和祖沖之都在不同時期對π進行了測定),因此同樣以π命名的π-HuB計劃也希望全球科學家共同參與并做出貢獻。其次,π代表了隱含在人體中的奧秘。達芬奇繪制的著名人體畫作《維特魯威人》,圓滿展現了人體的結構之美,畫中人體頭部與四肢端點的連線構成了一個完美和諧的圓環。π-HuB計劃同樣希望解析人體的構成秘密。再次,π是一個無窮無盡的數,而科學是 “無盡的前沿”,我們希望通過 “π” 致敬對科學的無限追求。目前,蛋白質組學仍面臨著艱巨的挑戰:人體內萬億細胞中所蘊含的蛋白質分子各異,且不同年齡階段和生活方式下人體的蛋白質組又在時刻變化。“生在基因,命在蛋白”,正是蛋白質組這樣巨大的復雜性、瞬息萬變的動態性,為我們提供了生物系統與生命萬象結構、功能的物質基礎。而π-HuB計劃的第一步,便是要 “挖掘” 出人體蛋白質中關于 “命” 的各種信息。發布會上,賀福初院士介紹了π-HuB計劃設定的四大目標:1、繪制人體蛋白質組結構空間參比圖譜,針對三大人種,按照人體構成層次,繪制從器官到組織,組織到細胞,細胞到蛋白質復合體,再到單分子的各層級蛋白質組構成圖譜;2、繪制人體蛋白質組狀態空間參比圖譜,追蹤人體從受精卵發育成胎兒,直到衰老的生命全周期過程中,不同膳食模式、不同環境因素、體內不同微生物類型和不同疾病狀態下的蛋白質組圖譜的動態變化。3、建立元人體數字模型,以前兩個任務獲得的數據為輸入,利用自動機器學習、可解釋機器學習和因果推斷等技術,建立數字化的人體結構和狀態空間的數字表征,建立人體蛋白質組導航系統;4、在人體蛋白質組狀態空間中導航,利用人體蛋白質組在狀態空間中定位,對健康狀態進行判定,并對從疾病或亞健康狀態到健康狀態轉歸的蛋白質組調節路徑進行規劃,實現對人體蛋白質組狀態空間的導航,進而實現對疾病狀態的預測、對疾病發生風險的預判、對亞健康狀態的預警和對嚴重疾病發生的預防。π-HuB計劃為期30年(2023年-2052年),首個十年將完成對人體37.2萬億細胞的蛋白質組圖譜、人類主要膳食模式及生境范式相關的蛋白質組圖譜的系統繪制和解析,并以此作為輸入建立一個基于AI的蛋白質組導航模型(1.0版)。要完成第一個十年的任務,既需要蛋白質組學理論和技術的發展,更需要多學科的共同助力。“工欲善其事,必先利其器?!?賀福初院士還向全球觀眾介紹了π-HuB計劃目前的兩大 “利器”(重大科學基礎設施):國家蛋白質科學中心(北京)(鳳凰中心)和廣州 “慧眼” 大科學設施(廣州慧眼)。鳳凰中心落成于2015年,是我國生物醫藥領域第一個國家重大科技基礎設施,擁有高端蛋白質組測序平臺和以 “天河2號” 架構超級計算機為代表的國際頂尖硬件設施以及蛋白質組學技術平臺、生物超算與大數據分析平臺、功能蛋白質組學平臺、轉化醫學平臺、實驗動物平臺、生物資源庫等支撐性、基礎性平臺。“慧眼” 大科學設施是π-HuB計劃核心支撐平臺之一,擁有全球首個全自動化、高通量蛋白質組學數據生產系統,建有從樣本制備、色譜分離、生物質譜鑒定到生命組學大數據分析的全流程技術體系。發布會上,幾位亞太地區以外、未能親臨現場的國際學術大家通過視頻發來了對π-HuB計劃的祝賀與展望。蛋白質組學先驅、蘇黎世聯邦理工學院 Ruedi Aebersold 教授對π-HuB計劃的啟動和 “慧眼” 設施的建設表示祝賀,并預判蛋白質組學將為精準醫學做出前所未有的重大貢獻,希望π-HuB計劃能以更快、更有效和更新的方式將蛋白質組學應用于臨床,惠及全人類。發布會同期還舉行了π-HuB計劃集體簽約儀式,賀福初院士代表π-HuB計劃,與亞太人類蛋白質組組織以及來自澳大利亞、日本、韓國、馬來西亞、印度、新西蘭、新加坡等國家的合作者們進行了簽約,為共同推動π-HuB計劃的組織實施奠定了重要組織基礎。發布會最后,在場嘉賓就單細胞蛋白質組學、人工智能在蛋白質組學中的應用、臨床蛋白質組學及樣本與數據共享等四個主題進行了深入探討,并圍繞國際合作、學科交叉、資金高效利用等話題展開了討論,為π-HuB計劃的順利啟動和實施提供了諸多建設性意見。迄今為止,π-HuB計劃已匯聚美國、德國、瑞士、澳大利亞、法國、韓國、愛爾蘭、印度、新加坡等20多個國家40余個頂尖科研機構,獲得100多位國際同行專家的支持,包括多位諾貝爾獎獲得者,形成了多國多機構共同參與、優勢互補的國際協作網絡。π-HuB計劃無疑將集聚全球科學家的智慧和力量,通過通力合作,極大推動生物醫學基礎研究的發展,加速疾病診斷及新藥研發進程,促進生物醫藥產業變革,最終引領蛋白質組學驅動的智慧醫學新時代的到來。
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