肥嫩Q弹的鲍鱼多肽组学,怎么破?

【字体: 时间:2022年04月25日 来源:基因有限公司

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  我们在很多文献中看到经Covaris CryoPREP™ CP02 粉碎后的样本可以直接用裂解液进行生物大分子提取,因为其可以在20毫秒内将组织完全粉碎到纳米级别。

CryoPREP CP02 干性冷冻粉碎仪——样本制备新式武器

在上一篇冷冻粉碎技术的介绍中,我们分享了Covaris CryoPREP™ CP02 冷冻粉碎仪在癌症多组学研究中的应用:将临床样本液氮冷冻后使用CryoPREP CP02进行干性粉碎(不加Buffer),粉碎后的样本分成几份用于不同的组学方向,这样处理可以减少组织内细胞异质性对多组学数据的影响,保障多组学巨大数据量之间的关联性和一致性。

除了癌症多组学应用,很多难处理样本在CP02 这里也只需要20毫秒!今天我们给大家介绍的就是——粉碎鲍鱼神经节!

海洋腹足类生物生殖调控研究

动物的成功繁殖取决于及时有序地进行的各种生理和行为过程。因此繁殖和生长的遗传信息对于可持续的软体动物渔业和水产养殖管理至关重要。

来自韩国江陵大学的研究者Mi Ae Kim等人,在题为《Neural Ganglia Transcriptome and Peptidome Associated with Sexual Maturation in Female Pacific Abalone 》的文章中,对雌性太平洋鲍在性成熟发育前后的神经节进行了转录组测序,并通过串联质谱法分析明确了与之相关的多种神经肽前体,更进一步地了解了雌性太平洋鲍性成熟过程和潜在的分子机制。

这些结果是太平洋鲍鱼神经节成熟相关转录组和肽类资源的首次重要贡献,并为深入研究各种神经肽在海洋腹足类生殖调控中的作用提供了依据。

实验流程设计


图1.对雌性太平洋鲍进行转录组和多肽组分析的实验流程:(a)解剖得到鲍鱼三种神经节:大脑神经节(CG)、侧足神经节(PPG)和鳃神经节(BG) ; (b)通过转录组分析成熟期和未成熟期之间差异表达基因(DEGs) ;(c)通过蛋白多肽分析增加(粗体和下划线)或减少的神经肽。

实验设计中de novo 测序使用了整个神经节做RNA 提取,而多肽组学则是分离了大脑神经节(CG)、侧足神经节(PPG)和鳃神经节(BG)做多肽提取,这么微量的样本,是如何提取到足量多肽用于后续分析的呢?

神经节样本经95℃加热后,使用Covaris CryoPREP™ CP02 进行粉碎,粉碎后的样本直接转移到Covaris S-系列聚焦超声系统进行超声处理,之后使用8M尿素进行多肽提取。

部分实验结果


图2.对神经肽前体的特性、表达模式及转录分析进行分类统计,表明了不同神经肽结构的功能特征。基于强度的无标签定量 LC-MS/MS串联质谱发现18种神经肽前体和17种蛋白质在成熟鲍鱼和未成熟鲍鱼之间存在显著差异。


图3.转录水平上对神经肽进行定量比较,以检测神经肽前体蛋白与其编码基因之间的表达一致性。成熟期神经节内 NPF 和 FxRIamide mRNA水平显著升高,与成熟期 PPG的LC-MS/MS方法检测到的NPF和FxRI水平相似(图a,b)。Achatin 和 FMRFamide的转录本水平在成熟期表现出上调的趋势,这与其多肽在CG 和 PPG中的高强度分别相对应(图c,d)。虽然CCAP 和 Pedal peptides A/B 的mRNA水平在未成熟和成熟鲍鱼之间没有显著差异,但在成熟鲍鱼PPG中其多肽水平明显升高(p < 0.05)。

样品前处理丨CryoPREP 冷冻粉碎与Covaris 聚焦超声的完美结合

我们在很多文献中看到经Covaris CryoPREP™ CP02 粉碎后的样本可以直接用裂解液进行生物大分子提取,因为其可以在20毫秒内将组织完全粉碎到纳米级别。而相比单纯使用裂解液,超声则可以让细胞裂解的更充分。

超声可以解构复合物、二聚体,因此在微量样本蛋白或者多肽提取过程中,在CryoPREP™ CP02粉碎样本后辅助超声,可以让蛋白或者多肽得到更充分的释放。粉碎后的样本无需转移,可直接用于Covaris S-系列聚焦超声系统。

CryoPREP™ CP02 操作流程

文中提到的Covaris S-系列聚焦超声系统有两个型号,分别是S220 和S220x(大功率型号),该系列超声系统采用聚焦超声原理,0.5-1MHz 的声波频率产生1-3mm 的聚焦声波,非常适合处理生物样本,安静而快速。聚焦声波克服了传统水浴超声大功率易产热、能量易衰减的技术瓶颈,支持连续超声,无需暂停。

S220(x)非接触式聚焦超声,支持15ul-25ml 的处理体积,对微量样本友好,即可充分裂解组织细胞,又可以避免样本损失,兼顾活性和得率。有文献表明,S220(x)可以裂解单细胞,用于蛋白质组学研究[2],也可用于LCM(激光显微切割)在FFPE 样本上捕获的少量细胞,做蛋白组学研究[3]。

参考文献:
1.Mi Ae Kim,et al.Genes (2019) Neural Ganglia Transcriptome and Peptidome Associated with Sexual Maturation in Female Pacific Abalone (Haliotis discus hannai)
2.Bogdan Budnik, Ezra Levy,et al.Genome Biology (2018) SCoPE-MS: mass spectrometry of single mammalian cells quantifies proteome heterogeneity during cell differentiation
3.Jeremy A. Herrera,et al.(2020) Laser capture microdissection coupled mass
spectrometry (LCM MS) for spatially resolved analysis of formalin fixed and stained human lung tissues

Covaris公司一直致力于研发基于声学、机械及分子生物学的高性能组织样本处理系统,旨在帮助研究者实现快速、稳定、高效样品的预处理。基因有限公司作为Covaris在中国的合作伙伴和全国代理商,为您提供DNA 片段化、ChIP实验、FFPE样本核酸提取、蛋白提取解决方案等。想要了解更多,请关注我们的官方微信“基因快讯”或联系您身边的基因有限公司员工。

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