Nature子刊:一种灵敏的蛋白质测序方法

【字体: 时间:2018年10月24日 来源:生物通

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  德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员近日开发出一种新技术来测序蛋白质,与现有的方法相比要灵敏得多。这种技术有望对生物医学研究产生重大影响,有助于人们发现新的生物标志物,协助癌症及其他疾病的诊断。

  

德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员近日开发出一种新技术来测序蛋白质,与现有的方法相比要灵敏得多。这种技术有望对生物医学研究产生重大影响,有助于人们发现新的生物标志物,协助癌症及其他疾病的诊断。

这篇题为“Highly parallel single-molecule identification of proteins in zeptomole-scale mixtures”的文章于周一发表在《Nature Biotechnology》杂志上。

文章的通讯作者之一、德克萨斯大学奥斯汀分校细胞和分子生物学研究所的Edward Marcotte教授表示:“我们创造了一种类似于DNA测序的方法来研究蛋白质。”

目前,各个实验室主要采用质谱仪来测序蛋白质。对于许多应用而言,它不算太灵敏。只有当蛋白存在数百万个拷贝时,它才能检测到。同时,它也是低通量的,这意味着它只能检测单个样本中的成百上千种蛋白。

于是,Marcotte及其同事开始设想将新一代测序技术应用于蛋白质测序。新一代测序技术于2005年后兴起,能够对任何生物体的整个基因组进行快速、准确而经济的测序,从而加速了生物医学研究,以及疾病和谱系的基因检测。

(这不是星星,是显微镜下的蛋白质)

研究人员利用一种称为单分子荧光测序的新方法,对单个样本中的数百万个蛋白分子进行测序。他们对多肽样本中的半胱氨酸和赖氨酸残基进行选择性的荧光标记,然后将其固定在玻璃表面,通过全内反射显微镜方法来监测几轮Edman降解后每个分子的荧光减少。之后,他们将获得的荧光序列分配到参考数据库中的母体蛋白。

利用zeptomole(10-21摩尔)级的合成肽和天然衍生肽,研究人员测试了这种新方法。同时,他们还对磷酸丝氨酸进行了荧光标记,实现了单分子中磷酸化位点的读取。Marcotte相信,通过未来的改进,单次可检测的分子数量有望达到十亿个。

与现有技术相比,这种新方法有着更高的通量和灵敏度,能够更好地检测疾病中的生物标志物,还能以全新的方式研究癌症。例如,研究人员能够逐个查看细胞,了解肿瘤如何从一组相同的细胞逐渐发展成遗传上不同的细胞。这些见解有望激发攻克癌症的新手段。(生物通 薄荷)

原文检索

Highly parallel single-molecule identification of proteins in zeptomole-scale mixtures

Nature Biotechnology

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