“蛋白质组学的发展在过去25年呈指数级增长，未来重点是将现有能力切实推向临床应用与药物发现等领域”——Matthias Mann蛋白质是细胞功能的直接执行者，蛋白质组学突破了基因组学仅能“看蓝图”的局限，以动态、全景视角解析生命活动。在精准医学浪潮中，它已成为学界与产业界公认的疾病奥秘破解关键。为纪念 GenomeWeb成立25周年，平台访问了蛋白质组学与质谱领域的世界级科学家Matthias Mann教授。Matthias Mann教授，德国物理学家和生物化学家，全球高被引科学家，H-index 280+，论文引用超35万次，主要研究质谱及其在蛋白质组学中的应用。目前担任慕尼黑马克斯普朗克生物化学研究所主任，同时还负责哥本哈根大学蛋白质研究中心的蛋白质组学项目。Mann教授在质谱蛋白质组学技术和应用领域处于领先地位，近三十年来一直处于该领域前沿。该团队的核心研究兴趣包括信号转导、生物标志物发现和代谢疾病。另一个重点是开发质谱和蛋白质组学方法，应用于生物学和临床领域。该团队还开发用于自动识别和定量肽类的计算机算法，以及系统生物学和临床知识挖掘（拓展阅读：Nature重磅 | Mann团队FFPE样本的空间单细胞蛋白组揭示肝病进展机制Nature | Matthias Mann：空间蛋白组发现致命皮肤病新疗法社交网络！Nature | Mann团队4D蛋白质组学构建酵母蛋白互作组图谱）。Q：您认为过去25年的关键进展是什么？蛋白质组学有哪些突出的重大里程碑？Mann： 蛋白质组学过去25年，其本质上是一个研究系统从简单到复杂不断演进的过程。从早期参与电喷雾质谱技术开始，我们逐步实现了对大蛋白质的观测、到单个蛋白质的鉴定，再到蛋白质混合物、复合物乃至细胞器的分析，最终在约15年后成功解析完整的真核生物蛋白质组。此后发展呈指数级加速，系统复杂度不断提升，如今已能在体内实现单个细胞类型，甚至单个细胞分辨率的蛋白质组学分析（拓展阅读：Nature重磅 | Mann团队FFPE样本的空间单细胞蛋白组揭示肝病进展机制，Nat Methods | 空间单细胞蛋白质组解析肝脏组织的分区异质性）。蛋白质组学是高度技术驱动的领域，在过去25年已取得显著进步，并不断与其他组学技术融合。正因如此，我们也需要持续投入，以跟上其他组学技术的发展步伐。Q：您是否认为在此期间，蛋白质组学长期处于基因组学等其他组学技术的“阴影”之下？Mann：是的，确实如此。基因组学曾因人类基因组计划取得重大成功，此后虽然经历平台期，但深度测序技术的出现再次推动了该领域的全面进展。蛋白质组学则是起源于生物化学的研究。如果与经典的生物化学研究相比，其技术能力强大百万倍。从这个角度来说，它取得了巨大成功。不过，若与深度测序技术能够对数百万个单细胞进行解析的能力相比，蛋白质组学仍存在一定差距。因此，这往往取决于比较的视角。Q：如果必须指出您认为是蛋白质组学里程碑的一些技术发展或重大研究，您会强调哪些？Mann：首先，25年前鸟枪法蛋白质组学的建立是一项重大突破。该方法通过酶解蛋白质、分析肽段并重构蛋白质信息，至今仍是领域的基础。其次，质谱仪本身的检测能力在过去几十年间提升了约十万倍，且增长趋势未减。与此同时，整个技术流程——从样本制备、高效液相色谱分离、生物信息学到质谱分析——各个环节的能力均得到系统性提升。特别需要指出的是，Ruedi Aebersold团队开发的数据非依赖性采集（DIA）技术是一大里程碑。我们两个课题组共同推动了蛋白质组学的定量化，显著提升了其分析效能（拓展阅读：关于DIA定量蛋白组，你必须知道的那些事）。蛋白质组学真正不可替代的领域是蛋白质翻译后修饰研究。（拓展阅读：新型修饰大揭秘 ① | 善于抢头条的修饰：巴豆酰化新型修饰大揭秘 ③ | 揭开线粒体能量代谢的新篇章：琥珀酰化修饰）。这类修饰无法通过深度基因测序直接检测，而质谱可轻松识别肽段质量偏移，从而定位修饰类型与位点。目前，我们已能在极少量样本中规模化分析数以万计的磷酸化位点（拓展阅读：Nat Comm | Matthias Mann团队利用磷酸化蛋白质组学全面解析TNF信号通路）。Q：回顾过去25年，该领域面临的主要挑战是什么？您在多大程度上成功应对并克服了这些挑战？Mann：实现近乎完整的细胞系蛋白质组分析耗费了长达20余年的时间，是一条艰苦的技术攻坚之路。目前我们已处于较好的技术阶段，但挑战依然存在于某些特定方向。例如，血浆蛋白质组学作为临床转化的重要方向，仍面临挑战。当前临床血液检测大多仅针对少数几种蛋白质，而理想状态是通过一次血浆蛋白质组分析整合所有检测项目，获取全部蛋白质信息，形成一种通用的临床诊断工具。若能实现，将有望显著提升诊断准确性，从而推动医学进步。这一愿景虽已酝酿多年，但至今仍未完全实现。Q：回顾25年前您刚进入该领域时，并展望未来，有什么让您感到惊讶吗？有哪些领域的进展比您预期的更快？哪些领域的进展较慢？您本以为已经解决但仍具挑战性的问题是什么Mann：技术进步的速度令人惊叹。某些技术参数已提升百万倍，如今我们能在5分钟内鉴定细胞系中约8000种蛋白质，日处理量可达500个蛋白质组，这是当初难以想象的。我也曾对单细胞蛋白质组学的发展判断失误。约五年前，我认为从单个细胞中获取蛋白质组几乎不可能，因为材料量太少。然而如今，人们已能常规地从单个细胞中检测到约5000种蛋白质（拓展阅读：单细胞蛋白组再发Science顶刊！揭晓人类造血干细胞早期分化机制新突破！单细胞蛋白组学揭示前列腺癌耐药细胞的异质性及分子标志物）。这反映出一个共同主题：从长期看，我们常常低估技术的发展潜力。然而，若从临床影响的角度评估，无论是基因组学还是蛋白质组学，其对医学实践的改变均远未达到人们在21世纪初的乐观预期。技术进步虽呈指数发展，但其渗透至临床实践的速度远比我们想象中缓慢。Q：展望未来10年，您看到哪些关键挑战？如果要建议某人在蛋白质组学领域未来投入时间和精力，您看到哪些关键机遇？Mann：技术发展依然迅速且未见放缓。未来重点是将现有能力切实推向临床应用与药物发现等领域。我们可在翻译后修饰研究中取得更多进展，尤其是在更多条件下开展系统层面的分析。此外，与人工智能的结合是当前我们重点投入的方向。人工智能正从两个层面进入该领域：一是优化数据采集与解读流程；二是帮助我们理解系统整体对特定干预的反应，突破传统生物学局限于单一蛋白或通路的视角。蛋白质组学与基因组学虽能呈现全局图景，但人脑难以处理如此复杂的系统信息，这正是人工智能可发挥关键作用之处。从技术突破到临床转化，从单细胞分析到多组学融合，蛋白质组学正迎来前所未有的发展机遇。作为蛋白质组学技术集成方案的创新引领者，景杰生物依托领先的蛋白质组学平台与项目经验，持续突破技术边界，致力于用先进技术为客户提供优质服务。景杰生物期待与全球同仁携手，深耕生命科学领域，勇攀科研高峰，共绘精准医学崭新蓝图！原文出自：https://www.genomeweb.com/proteomics-protein-research/qa-matthias-mann-history-future-potential-proteomics#/login?component=RegWall.精彩往期推荐蛋白质组学再发Cell顶刊！揭示铁死亡诱发大脑神经元“生锈”新机制2025-12-16Nature重磅 | Mann团队FFPE样本的空间单细胞蛋白组揭示肝病进展机制2025-04-18Nature | Matthias Mann：空间蛋白组发现致命皮肤病新疗法2024-10-21空间蛋白组新突破！Cancer Cell | Mann：卵巢癌进展机制及治疗策略2025-07-07Nat Genet | Mann团队新作：大队列血液蛋白组打开儿童健康成长密码2025-02-20Nat Med | 诺奖团队蛋白质组破解肾癌致体重骤降之谜2025-12-03景杰生物作为修饰组学领域的领跑者，拥有多种修饰抗体和修饰组学质谱检测服务。如果您想了解相关产品和服务的更多信息，请扫描下方二维码填写合作咨询表单、或咨询景杰生物销售工程师、或拨打科服热线400-100-1145。如有转载、投稿等其他合作需求，请在文章下方留言，或添加微信ptm-market咨询。#景杰蛋白质组学 #景杰修饰组学
何慧敏