人类基因组测序完成已逾四年，如今科学家们聚焦于解析基因及其产物——蛋白质的功能。得益于马克斯·普朗克生物化学研究所的研究人员，这一关键步骤取得了重大进展。该所研究人员与来自丹麦、加拿大、中国和美国的同事合作，展示了如何利用尖端技术将细胞在特定时刻的全部活性蛋白质编目。他们的工作阐明了细胞如何利用蛋白质，相关成果发表在《细胞》杂志上（Cell 125, 1-13）。

细胞犹如一座微型城市，包含自身构建、功能、生长和通讯所需的所有组成部分。一个多世纪以来，科学家借助显微镜观察细胞结构及其细胞器，并推断其功能。通过生物化学方法，他们研究了生命基本单位——细胞内的生命活动。如今，他们已详细阐明细胞结构：从产生能量的“工厂”线粒体，到蛋白质合成与代谢所需的内质网，再到负责脂质合成与储存以支持细胞生长的高尔基体。

目前，由Matthias Mann领导的科学家团队深入研究了蛋白质复合体中的各个蛋白质。在细胞内，蛋白质功能多样，从物质运输到机械支持。作为酶，它们催化各种代谢过程；在信号传导链中，它们也是关键组分，例如信息从细胞外传递至细胞内再到细胞核的过程中，蛋白质控制着遗传信息的转录及转录后的蛋白质合成。

研究中，蛋白质组学学者以小鼠肝细胞为模型。利用质谱法和数据库比对，科学家在10个不同细胞区室中检测到超过1400种蛋白质。先前分析已表明特定蛋白质可明确分配到特定细胞器。科学家分离蛋白质复合体，并以其作为标记。与这些标记蛋白共现的蛋白质即可被分配到相应位置。该方法称为蛋白质相关性分析，由Matthias Mann及其同事发明，并在先前研究中成功用于确定单个细胞器内的蛋白质组成。

确定各细胞区室的蛋白质后，科学家比较了不同细胞器内的相关蛋白质。在1400种可清晰观察到的蛋白质中，约40%也存在于其他细胞器。这一结果与酵母细胞研究相符。在进化过程中，酵母蛋白质能稳定保留在细胞器内；数百万年来，其位置保持稳定，而这段时间足以让简单生物进化成哺乳动物。

这些成果具有细胞生物学里程碑意义。Matthias Mann表示：“我们首次能在细胞内精确确定大量蛋白质各自所属的位置，从而对其功能及与其他蛋白质、细胞器的相互作用有了新认识。”研究人员希望蛋白质相关性分析能帮助确定参与调控失败的蛋白质，这将为研究细胞间信息交流紊乱引发的疾病做出巨大贡献。