研发具有无限可能性的糖链（一）

解明人类基因的碱基排列顺序是在2002年。由此我们发现了人体只拥有大约22,000个基因的事实。其后，随着在生命科学领域针对蛋白质的研究不断推进，也取得了重大成果，但是，是否通过研究和解析蛋白质就能解释人类的所有生理机能呢？

糖链医学工程学研究中心主任成松久

有关这一点，独立行政法人产业综合技术研究所（简称：产综研）糖链医学工程研究中心主任成松久这样讲道：“许多生物染色体的基因排列顺序都搞清楚了，人类基因的数量大约为两万多个，而果蝇的基因大约有15,000个左右，即从苍蝇到人类的进化过程中，基因的数量增加不到两倍。蛋白质的合成机制是这样的，每个基因能够创造出一种蛋白质，由此可知，同一生物物种之间蛋白质的数量不会出现很大差异。我们都知道，蛋白质自身无法发挥其功能，只有经过解读、修饰之后才能发挥其作用。举一个解读、修饰最简单的例子就是磷酸化，要想在蛋白质上附加上糖链需要酶反应，这由不同内核来决定。可以这样认为，大约1％的基因都与蛋白质糖基化的酶有关系。如果我们仅仅研究蛋白质的话，是无法解释人类的生理机能的。”也就是说，生物体内的蛋白质如果想拥有生理机能的话，必须要受到糖链作用下的解读、修饰过程。虽然糖类蛋白质的蛋白质部分是由一个遗传基因组成，但是糖链部分则是由100种以上的糖链基因组合而成。换句话说，也就是一种糖类蛋白质是由100种以上的基因复杂地组合之后的产物。因此，现在最尖端的后基因组研究中，糖链受到了全世界的关注。

成松是糖链科学的权威，1985年，他在美国国立卫星研究所留学时，首次发现了能够创造出糖转移酶（连接单质糖合成糖链的酶）的基因。有了酶反应的介入，糖链会不断延伸，这种糖链基因的种类现在已经发现了近200个，并且大多数都与成松的研究有关。

成松所在的产综研糖链医学工程研究中心，创建了能够进行与糖链合成相关的人类糖链基因的数据库系统，该数据库系统在全世界都处于领先水平。此外，还研发出了解析糖链结构的基础技术，这里已成了糖链研究领域中具有国际性的核心研究机构。现在，该研究中心正在启动的研究项目有5个。分别是糖链基因解析、分子应用技术开发、糖链分子信息解析、外源凝集素应用开发、糖蛋白解析5个课题。具体来讲就是发现与疾患有关的多种糖链生物记号，并且将其与疾病诊断技术的研发相联系，最终实现研发出一系列与糖链相关的疾病治疗技术的目标。

“实际上，单质的蛋白质无法发挥其作用。在没有附加糖链的蛋白质单质中，我们发现了有许多都无法作为一个生物体分子发挥其作用。给这些物质附加上糖链的话，它们在生物体内才能发挥作用。”正如成松讲述的那样，糖链就是人体的设计图，其中隐藏了超出基因组信息量的大量信息。糖链是生长于每个细胞中的糖类链状物，担负着细胞间信息传达的作用，好比是高性能天线（接受体）。并且，生物体内的蛋白质、脂质有大约70％～80％左右都是糖类蛋白质，它们以糖脂质的形式存在。

生命科学的尖端研究已从基因学转向了组合蛋白质学，预计今后将会进入聚糖结构学时代。因为基因、蛋白质被称作是第一、第二生命链，糖链被称作第三生命链。

期待中的“糖链”生物记号开发

如上所述，糖链是以基因的产物糖转移酶为媒介合成，并且附加了蛋白质。细胞膜表面以及血清中的蛋白质几乎都是附加了糖链的糖类蛋白质。这些糖类蛋白质要想发挥出生理活性，糖链部分的结构起了很大作用。

“糖链一般由50个糖、多的由100个链接而成，并且为分支结构，形态非常复杂。这些拥有复杂糖链的蛋白最终在生物体内变成了功能性物质。蛋白质和糖链中分别都有基因，50个糖组成的糖链物质会有50个基因发挥作用。换句话说，要想在生物体内发挥生理机能，不是一个基因构成一个糖类蛋白质的概念，而是必须搞清楚50个基因是以怎样的排列组合、发挥作用的。”