细胞表面和蛋白质上的多糖（碳水化合物）在细胞通讯、免疫应答等过程中发挥关键作用，但人们对它们的了解远不如DNA和蛋白质。近年来，随着研究工具的进步和人才涌入，糖科学正迎来快速发展期。

多糖是主要的生物大分子之一，几乎存在于所有细胞表面，介导细胞间及细胞与微生物的相互作用。它们也修饰许多蛋白质，帮助其正确折叠和发挥功能。然而，与DNA和蛋白质不同，多糖的结构复杂且多样：其单糖单元可通过多种化学键连接，形成分支或链状结构，且合成过程受酶浓度和局部环境影响，而非完全由基因决定。这导致缺乏系统化的研究工具，使多糖成为“被了解最少的生物分子”。

威斯康辛大学化学家Laura Kiessling指出，越来越多的研究者意识到多糖的重要性，大量人才涌入该领域，“时机已经成熟”。美国国家科学院国家研究委员会（NRC）在8月的一份报告中呼吁，未来十年集中资助多糖研究工具的开发，类似当年对DNA测序技术的支持。如果掌握糖类的分子信息，将对疫苗研发、生物燃料等领域产生重大影响。

多糖研究的复杂性体现在其结构多样性上。核酸和蛋白质由相同化学键连接的单体组成，而多糖由多种酶通过不同化学键将十个以上糖单元连接而成，形成五大家族及众多分支。这种多样性阻碍了结构生物学研究：蛋白质通常带有多糖，但同一蛋白上的多糖往往不同，难以获得一致晶体结构。因此，结构生物学家常去除多糖，舍弃部分信息。目前，研究人员利用昆虫细胞表达糖蛋白，因其多糖较为一致，便于保留多糖组分。

一项AIDS病毒研究展示了糖蛋白研究的重要性。去年，斯克里普斯研究所的Ian Wilson团队在《科学》上发表文章，他们利用昆虫细胞表达HIV衣壳蛋白gp120的关键部分，保留多糖，并解析了两个高效HIV抗体的X射线晶体结构。结果显示，最有效的抗体结合高度保守的多糖，同时穿透多糖与蛋白结合。

此外，科学家正逐步合成复杂多糖。在8月的美国化学会会议上，哥伦比亚大学有机化学家Samuel Danishefsky介绍了合成肿瘤细胞相关多糖的策略，用于刺激免疫系统产生应答。

随着糖科学进展，Walt等人强调，关键是让其他团队快速达到研究前沿。“糖科学领域急需分子生物学那样的革新技术，”Walt说。NRC建议联邦机构资助多糖成像、测序、合成等项目，并建立哺乳动物、植物和微生物多糖的集中数据库，类似Protein Data Bank和GenBank。如果资金集中投入，科学家可能在十年内发布人类糖组项目，揭开糖类的秘密。