Τώρα που η χαρτογράφηση του ανθρώπινου γενετικού κώδικα ολοκληρώθηκε, οι ερευνητές συγκεντρώνουν τις προσπάθειές τους στη χαρτογράφηση των πρωτεϊνών του ανθρώπου, αλλά και άλλων οργανισμών. Το γονιδίωμα, περιέχει μόνο τις συνταγές για την κατασκευή των πρωτεϊνών, όπως αυτές αποτυπώνονται στο αντίστοιχο με κάθε πρωτεΐνη γονίδιο. Ομως, τα δομικά υλικά των κυττάρων είναι οι πρωτεΐνες και όχι τα γονίδια. Αυτές είναι τα «τούβλα» και η «λάσπη», αυτές και ο μηχανισμός με τον οποίο το κύτταρο επιτελεί τις περισσότερες από τις λειτουργίες του. Επιπλέον, οι πρωτεΐνες είναι εκείνες που διαφοροποιούν τα κύτταρα, αφού όλα τα κύτταρα ενός οργανισμού φέρουν πρακτικά τον ίδιο γενετικό κώδικα. Οι πρωτεΐνες ενεργοποιούν τα γονίδια, καθορίζοντας παραπέρα ποιες πρωτεΐνες θα κατασκευαστούν. Τα άρρωστα κύτταρα περιέχουν πρωτεΐνες που συνήθως δεν υπάρχουν στα υγιή.

Βασικός στόχος της προσπάθειας καταγραφής των πρωτεϊνών, αλλά και των αλληλεπιδράσεων μεταξύ τους είναι η κατασκευή καλύτερων φαρμάκων με μικρότερες παρενέργειες. Αλλά κάτι τέτοιο δε θα είναι εύκολο. Οι πρωτεΐνες δεν είναι τόσο εύκολες στη μελέτη τους όπως τα γονίδια και οι ερευνητές ακόμα ψάχνουν να βρουν τις καλύτερες τεχνικές και εργαστηριακά όργανα για την ταχύρυθμη μελέτη τους. Ηδη, όμως, μια εταιρία ανακοίνωσε τον αισιόδοξο στόχο της να έχει ολοκληρώσει την καταγραφή των ανθρώπινων πρωτεϊνών μέσα στα επόμενα τρία χρόνια, ένα πολύ σημαντικό βήμα, για να μπορέσουν, στη συνέχεια, να ανακαλυφθούν όλες οι μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις.

Το Γενάρη, δύο ομάδες ερευνητών ανακοίνωσαν ότι ολοκλήρωσαν τη χαρτογράφηση των πρωτεϊνών της μαγιάς (ζυμομήκυτες), δηλαδή τόσο την καταγραφή των πρωτεϊνών που υπάρχουν στα κύτταρά της, όσο και των μηχανισμών αλληλεπίδρασής τους. Το Φλεβάρη, άλλοι επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι χρησιμοποίησαν τεχνικές χαρτογράφησης πρωτεϊνών για τη δημιουργία ενός εργαστηριακού ελέγχου έγκαιρου εντοπισμού του καρκίνου των ωοθηκών.

Αναλυτικότερα, η προσπάθεια χαρτογράφησης των ανθρώπινων πρωτεϊνών περιλαμβάνει την καταγραφή όλων των πρωτεϊνών, της σειράς των αμινοξέων που σχηματίζουν το μόριό τους, της στερεοχημικής (τρισδιάστατης) δομής τους και των μηχανισμών ή κυκλωμάτων αλληλεπίδρασής τους. Εχοντας την εμπειρία της χαρτογράφησης του γονιδιώματος, κάτι τέτοιο φαίνεται εύκολο, αλλά δεν είναι. Ιδίως στην τελική φάση καταγραφής του ανθρώπινου γονιδιώματος δημιουργήθηκε από διάφορες πηγές η λαθεμένη εντύπωση ότι η γνώση των περίπου 3 δισεκατομμυρίων ζευγών βάσεων του DNA του ανθρώπου και ειδικότερα εκείνων που σχηματίζουν τα γονίδια (τις περιοχές του DNA που αποτελούν το «καλούπι» για την κατασκευή πρωτεϊνών) θα οδηγούσε εύκολα στην κατανόηση αυτών των ίδιων των πρωτεϊνών.

Δυστυχώς, η χαρτογράφηση των πρωτεϊνών είναι πολύ πιο πολύπλοκη δουλιά από τη χαρτογράφηση του γονιδιώματος. Το «αλφάβητο» του DNA αποτελείται από 4 χημικές βάσεις, γνωστές από τα αρχικά τους λατινικά γράμματα: αδενίνη (A), κυτοσίνη (C), γουανίνη (G) και θυμίνη (T). Οι πρωτεΐνες, αντίθετα, απαρτίζονται από 20 διαφορετικούς δομικούς λίθους, που ονομάζονται αμινοξέα. Τα γονίδια προσδιορίζουν ποια αμινοξέα πρέπει να ενωθούν και με ποια σειρά, για να σχηματίσουν μια πρωτεΐνη. Αλλά ακόμα κι όταν οι επιστήμονες ξέρουν την ακολουθία αμινοξέων μιας πρωτεΐνης, αυτό δε σημαίνει ότι κατ' ανάγκη μπορούν να συνάγουν τις λειτουργίες της ή τις άλλες πρωτεΐνες, με τις οποίες αλληλεπιδρά. Ούτε μπορούν πάντα να προβλέψουν την τρισδιάστατη μορφή του μορίου της με απόλυτη ακρίβεια. Αντίθετα με τα γονίδια, που είναι γραμμικά, οι πρωτεΐνες διπλώνουν με τρόπο, που συχνά δεν είναι δυνατόν να προβλεφτεί.

Επιπλέον, τα κύτταρα συνήθως τροποποιούν τις πρωτεΐνες, προσθέτοντας στο μόριό τους σάκχαρα ή λίπη, ή και τα δύο, με τρόπους που επίσης είναι δύσκολο να προβλεφτούν. Για να κατασκευαστεί μια πρωτεΐνη που αντιστοιχεί σε ένα νέο γονίδιο που ανακαλύφθηκε, οι επιστήμονες δε χρειάζεται απλώς να ενώσουν τα αμινοξέα με τη σειρά που υποδεικνύει το γονίδιο. Πολύ συχνά, πρέπει να εξασφαλίσουν ότι τα κατάλληλα σάκχαρα ή λίπη θα προστεθούν στα κατάλληλα σημεία. Για να προσδιοριστεί πώς συμπεριφέρεται μια πρωτεΐνη οι ερευνητές πρέπει να λάβουν υπόψη τους επίσης, ότι μερικές πρωτεΐνες διαλύονται στο νερό, άλλες λειτουργούν μόνο σε λιπαρό περιβάλλον ή έχουν περιοχές που βυθίζονται σε λιπαρό περιβάλλον, όπως οι κυτταρικές μεμβράνες.

Αλλά, ούτε εδώ τελειώνει η πολυπλοκότητα. Αν και οι περισσότεροι ερευνητές συμφωνούν ότι ο ανθρώπινος γενετικός κώδικας περιλαμβάνει περίπου 40.000 γονίδια, ένα τυπικό κύτταρο περιέχει εκατοντάδες χιλιάδες διαφορετικές πρωτεΐνες. Για να καταλάβουν τις αλληλεπιδράσεις των ανθρώπινων πρωτεϊνών οι επιστήμονες πρέπει να μάθουν όλα τα χαρακτηριστικά όλων των πρωτεϊνών. Η χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος κατέρριψε το δόγμα ότι κάθε γονίδιο είναι πρότυπο για μία και μόνο πρωτεΐνη. Η απλή χρήση των δεδομένων από την καταγραφή του ανθρώπινου γενετικού κώδικα δε θα έδινε ουσιαστικά αποτελέσματα στην προσπάθεια χαρτογράφησης των ανθρώπινων πρωτεϊνών. Με κάποιον άγνωστο προς το παρόν τρόπο, κάθε γονίδιο οδηγεί στην κατασκευή πολλών διαφορετικών πρωτεϊνών.