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2009年最值得关注的技术:定向蛋白质组学[创新技巧]

【字体: 时间:2009年12月30日 来源:生物通

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  《Nature Methods》今年将Method of the Year授予iPS技术,也属意料之中。除了iPS,今年还涌现出多个新技术。谁将会是明年或后年的Method of the Year呢?《Nature Methods》整理出2009年最值得关注的技术,定向蛋白质组学就是其中之一。

《Nature Methods》今年将Method of the Year授予iPS技术,也属意料之中。iPS技术红火已久,期间发文无数,属生命科学领域发展最快的技术之一,业内也多次预测iPS之父日本科学家山中伸弥将获得诺贝尔奖。除了iPS,今年还涌现出多个新技术。谁将会是明年或后年的Method of the Year呢?《Nature Methods》整理出2009年最值得关注的技术,定向蛋白质组学就是其中之一。

在典型的蛋白质组分析中,蛋白混合物消化成肽段,并在质谱上分析。这样做在理论上能发现样品中所有蛋白,而实际上是极具挑战性的,且需要大量的资源。对于许多类型的实验来说,研究人员并不需要发现新蛋白,而是想了解在不同条件下少数蛋白的相对变化。

对于这些实验,定向的方法如选择反应监控(SRM,或多个反应监控MRM)提供了更高的灵敏度和更快的分析速度。开发和验证SRM分析是一个漫长的过程,但是一旦建立,这种质谱分析就能在复杂样品中准确鉴定并定量某种蛋白。

尽管SRM方法已经出现了很多年,但直到最近它才在蛋白质组学中崭露头角。瑞士苏黎世理工学院ETH的Ruedi Aebersold小组是推动这项技术的功臣。今年8月,他们在《Cell》杂志上发表了一篇文章,应用基于SRM的定向蛋白质组学方法来检测并定量酿酒酵母中浓度低于50个拷贝/细胞的蛋白1。检测范围可扩展到几个拷贝的蛋白,这些蛋白用普通方法无法检测。他们还快速测定了跨越整个丰度范围的蛋白网络,以展示这种技术的威力。

在最近一期的《Nature Methods》上,Ruedi Aebersold小组展示了粗制合成的肽段库也能用于SRM分析的高通量开发2。SRM未能广泛应用于蛋白质组学,因为需要开发出高质量的SRM分析。分析开发包括两步:第一步验证分析,证实它选择性结合目的蛋白;第二步优化分析,提高灵敏度。看似简单的两步,实际上有着若干制约。因此,Aebersold等使用低成本的未纯化合成肽段作为验证和优化SRM分析的参考,生成了每小时通量超过100的高通量分析。

此外,多个实验室的合作研究表明SRM分析是可以在实验室之间转移和重复的3

要想建立一个全蛋白质组的SRM分析数据库,还需要很长时间,但是此领域的快速发展是有目共睹的,它在多个实验中实现了高通量、超灵敏的蛋白检测。(生物通 薄荷)

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参考文献:
1 Picotti P, et al. Full dynamic range proteome analysis of S. cerevisiae by targeted proteomics. Cell. 2009 Aug 21;138(4):795-806.

2 Picotti P, et al. High-throughput generation of selected reaction-monitoring assays for proteins and proteomes. Nature Methods Published online: 6 December 2009 | doi:10.1038/nmeth.1408.

3 Addona TA, et al. Multi-site assessment of the precision and reproducibility of multiple reaction monitoring-based measurements of proteins in plasma. Nat Biotechnol. 2009 Jul;27(7):633-41.

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