2010年值得关注的技术：定向蛋白质组学[创新技巧]

2009年，定向蛋白质组学得到了快速发展，因此被《Nature Methods》评为值得关注的技术（Method to Watch）。2010年，这项技术继续迈着大步向前走。

“鸟枪法”是我们较为熟悉的蛋白质组研究方法，也就是将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。这可以通过选择反应监测（SRM，也称为多反应监测，MRM）技术来实现。

SRM分析在三重四级杆仪器上开展，可以监测来自特征肽段的碎片离子信号，在很多非常复杂的基质中进行定量。SRM图非常简单，通常只包含一个峰。这种特征性使SRM图成为灵敏度高且特异性强的理想定量工具。与鸟枪法蛋白质组学相比，SRM的蛋白检测相对快速且简单。

尽管SRM方法已经出现了很多年，但它却没有大规模应用，主要瓶颈在于很难产生高质量的SRM分析。在过去几年，选择适当的肽段以及利用粗制的肽段高通量产生SRM分析的方法被不断开发出。这也使得Ruedi Aebersold实验室能够大大扩展它们的SRM Atlas数据库。Ruedi Aebersold是瑞士苏黎世理工学院ETH的系统生物学教授，也是大名鼎鼎的美国系统生物学研究所（ISB）的联合创始人。

今年9月，ISB和ETH在人类蛋白质组组织(HUPO)第9届年会上宣布，他们已通过质谱分析完成了人类蛋白质组完整图谱第一阶段的绘制。这些数据将作为ISB/ETH PeptideAtlas (www.peptideatlas.org)计划的一部分，通过ISB/ETH SRMAtlas数据库(www.srmatlas.org)供研究人员调阅。

据研究人员称，他们已为每一个编码基因生成了“金标准”参照质谱谱系。该参照图谱将能使研究人员采用SRM等的定向质谱技术来检测和定量任何生物学样本中的任何人类蛋白质。研究人员已进行了150,000多次SRM分析，每种蛋白质至少选5个蛋白特异的肽，每个检测一次。此外，他们还针对所有膜蛋白质和几乎所有可能包含碳水化合物的蛋白质进行了SRM检测。

人类蛋白质组计划的目标是让所有的生物学家能够调阅所有的人类蛋白质。该计划得到了安捷伦科技公司和AB/SCIEX 公司这2家领先技术公司的支持，他们分别为ISB和 ETH 苏黎世提供仪器支持，赛默飞世尔科技公司和JPT公司提供肽段，OriGene公司则提供纯化的人类蛋白质。

随着SRM分析的发展，该技术的生物应用也越来越广。许多研究人员看到了这项技术在生物标志物验证和系统生物学研究上的巨大潜力。不久前，Ruedi Aebersold实验室还利用SRM验证了线虫中计算机预测的microRNA靶点（Nat. Methods 7, 837–842; 2010）。

研究人员以线虫let-7突变体及其野生型作为实验材料，利用SRM定量了蛋白提取物中的161个蛋白。结果发现，161个蛋白中的29个蛋白表达量在突变体中发生变化，这可能是由于let-7基因和不同的靶点互作结果——该结果得到了独立下游实验包括遗传互作、多聚核糖体分析和萤光素酶分析的验证。

作者认为，定向质谱分析可广泛应用在验证计算机方法或大规模实验所产生的候选名单，并且，这种策略也适用于线虫以外的其他物种。也许，在2011年，我们能看到更多更有趣的应用。（生物通 薄荷）