分析測試作為新興學科，即使對于很多原子光譜領域的科研工作者來說，“金屬組學”都是一個新名詞。金屬組學是一門旨在研究生物體系內金屬元素的分布、化學種態、含量、結構特征、功能及其應用的新興學科，與基因組學和蛋白質組學緊密相關。開展金屬組學研究可以深入認識金屬的生物效應及作用機理，進一步探究與金屬相關疾病的發生機制，也可以為金屬藥物的設計提供依據。2002 年Haraguchi等人提出了“金屬組學(metallomics)”這一術語，認為“金屬組學是繼基因組學、蛋白質組學和代謝物組學之后的一種新的組學”，目前金屬組學研究已經得到長足發展并有了相關的刊物。
2015年第十二屆中國分析化學年會上，分析測試百科網采訪了中國科學院高能物理研究所柴之芳院士和清華大學理學院化學系張新榮教授，兩位專家就金屬組學的現狀和發展發表了自己的看法。
中國科學院高能物理研究所柴之芳院士
清華大學理學院化學系張新榮教授
“沒有金屬就沒有生命，因為我們的生命體中除了C、H、O等元素外，金屬元素是必須的部分。”柴之芳說，“雖然在生命體中，金屬的總量占得很少，但它在很多時候起到關鍵作用。比如酶，沒有金屬元素，酶就會失去功能。”柴之芳說，“2007年，在日本召開了第一屆金屬組學國際研討會，隨后，金屬組學得到飛速發展。2009年，金屬組學國際刊物也相應問世。”
雖然金屬組學受到越來越多的重視，但作為一門年輕的交叉學科，金屬組學還有很多未知的問題需要探究。
“以前，生命科學領域對輕元素（C、H、O、N、S等）的關注比較多，在金屬方面，因為分析方法的限制，大家對這方面的認識還不夠，所以相對來說滯后一些。”柴之芳說。
張新榮也表達了同樣的觀點，“在生物體內還有很多金屬蛋白，人類還沒有充分的認識，相關研究還比較少。”
“當前蛋白組學研究已經取得了巨大的成績，但是還有一些低豐度的蛋白質，尚未被充分研究，金屬組學所研究的金屬蛋白，大部分都屬于低豐度的。雖然它的豐度低，但并不意味著它的功能就差，低豐度蛋白質的功能往往非常重要，只是我們對這些功能還沒有認識。”柴之芳說。
正因為有太多未知的科學內容，金屬組學日益顯現出其重要性，柴之芳院士和張新榮教授都認為，金屬組學亟待發展。
作為新興學科，金屬組學都面臨著哪些研究突破和熱點領域？對此，柴之芳認為，第一是對有重要生物功能的金屬蛋白的發現、結構分析、鑒別以及功效的研究。“比如鋅酶，以前認為有100多種，現在已發現至少有700～800種，甚至更多。這么多種鋅酶里面有哪些具有很重要的生物功能，并與疾病有關？”
第二個方向，兩位專家認為，測定含量很低的金屬蛋白并表征其復雜的化學行為，必需建立可靠的分析方法，這項任務十分艱巨。
另外，柴之芳認為，在金屬藥物的發展方面，金屬組學也有機會獲得重要突破。“金屬藥物的研究已經有了很多進展，比如抗癌藥物的研究。隨著我們對金屬組學的了解加深，有可能開發出新的藥物，造福人類。”
張新榮對此非常認同，他補充道：“從生物學角度，會發現更多的金屬蛋白及新的生物功能，這對于人類認識生命很重要。另一方面，金屬組學的分析方法還不夠完善，所以發展新的靈敏而可靠的金屬組學分析方法對生命科學的發展會有很大促進作用。”
作為金屬組學研究領域最重要的國際會議，今年9月，第五屆金屬組學國際研討會將在北京舉辦，這從一個側面說明了中國金屬組學研究在世界上已經占據了相當重要的地位。
“金屬組學國際研討會每兩年辦一次，今年輪到中國主辦，這會進一步推動中國金屬組學的發展。”柴之芳說。中國學者建立了系統的金屬組學分析方法，并將金屬組學的研究思路和方法應用于納米科學、環境科學、藥學、生物醫學等研究領域，取得了很多重要的研究成果。
“我統計了近幾年中國人發表在《金屬組學》雜志上的文章。2011~2015年期間，美國學者發表的文章最多，有173篇，中國學者第二，有82篇，德國學者第三，80篇，其后還有英國（60篇）、日本（56篇）、法國（53篇）、西班牙（45篇）……中國學者的文章在總數上排第二位。”張新榮說，“《金屬組學》雜志2009年創刊，一直到2011年，中國學者發表的文章都不算很多，但到了2013年，中國學者發表了30多篇文章。所以說，最近幾年中國學者在金屬組學領域的研究進展比較大。”
作為分析儀器領域的經典，原子光譜的分析方法相對已經比較成熟，因此，活躍度也在下降，金屬組學能否給從事原子光譜的研究者帶來新的發展機遇？
“中國在原子光譜分析方面有非常強的隊伍，有很好的國際地位。但是，近年來傳統的原子光譜分析方法相對成熟了，從科研角度看似乎具有原創性的研究成果少了，高影響因子的論文也發表的少了。金屬組學研究的興起給從事原子光譜研究的學者帶來了新機遇。如果我們做原子光譜的同行中有一部分能轉到金屬組學研究，用原子光譜解決生命科學中的相關科學問題，這很可能會是原子光譜的第二個春天。”張新榮說。
原子光譜領域的研究者要進入金屬組學研究，需要克服哪些障礙？“對于金屬組學的研究，很重要的一個方面是多學科的交叉，要求從事金屬組學的科研工作者具有更加寬廣的知識面，這和之前大家只是單純地分析、測試有一定的區別。”柴之芳說。
對于九月將在北京召開的第五屆金屬組學國際研討會，兩位專家表示，“這次會議可以促進國內外學者交流，特別對國內年輕學者是一個很好的交流機會，希望通過這次會議，讓國內外學者對金屬組學的發展有更多的研討和交流，也能進一步促進我國金屬組學研究的快速發展。”
參考資料：
江 桂 斌 等：金 屬 組 學 及 其 研 究 方 法 與 前 景
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