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重大突破:“植物蛋白質(zhì)組學(xué)”樣品制備新技術(shù)來了!

更新時間:2025-12-04       點擊次數(shù):80
重大突破:“植物蛋白質(zhì)組學(xué)
導(dǎo)讀

針對傳統(tǒng)方法的痛點,特拉華大學(xué)的研究團隊開發(fā)出一種基于“濾膜上細胞內(nèi)(OFIC)"的蛋白質(zhì)組學(xué)樣品制備新技術(shù)。這種方法最大的創(chuàng)新在于——無需破碎組織細胞,直接在完整細胞內(nèi)完成蛋白質(zhì)酶解。

重大突破:“植物蛋白質(zhì)組學(xué)

OFIC樣品制備技術(shù)的核心原理



該樣品制備技術(shù)的核心原理其實很簡單:

  • 甲醇固定:用甲醇將植物組織(如葉片、花粉)固定到E3或E4 Tips/Filter中的膜上,同時細胞膜變得通透,細胞內(nèi)蛋白質(zhì)凝固,這一步使得后續(xù)加入的還原、烷基化、酶解試劑進入細胞內(nèi)部;

  • 濾膜上處理:在E3或E4 Tips/Filter中的濾膜上完成蛋白質(zhì)的還原、烷基化和酶解;

  • 質(zhì)譜檢測:酶解后的肽段通過洗脫、脫鹽后,即可進行LC-MS/MS分析,無需額外的復(fù)雜步驟。

整個流程實現(xiàn)了 “單容器操作",不僅省去了機械破碎細胞的過程,還將樣本處理時間從傳統(tǒng)的數(shù)小時縮短到24小時內(nèi)(其中大部分是酶解的等待時間,實際操作時間僅需1-2小時)。

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數(shù)據(jù)說話:新方法的優(yōu)勢到底有多突出?



為了驗證 “細胞內(nèi)蛋白質(zhì)組學(xué)" 樣本處理技術(shù)的優(yōu)勢,研究團隊以擬南芥、本氏煙草、玉米、高粱等種類植物為研究對象,將其與傳統(tǒng)的SDS裂解、TFA裂解方法行了全面對比。結(jié)果令人驚喜,新技術(shù)的表現(xiàn)遠超預(yù)期!

重大突破:“植物蛋白質(zhì)組學(xué)
重大突破:“植物蛋白質(zhì)組學(xué)

蛋白質(zhì)鑒定深度更高、定量準確性和重復(fù)性更好

在葉片樣本分析中,OFIC樣本處理技術(shù)通過單次LC-MS/MS分析,就能從擬南芥葉片中鑒定出約9600種蛋白質(zhì),玉米葉片中鑒定出8600種蛋白質(zhì),本氏煙草葉片中更是鑒定出12000種蛋白質(zhì)——這樣的分析結(jié)果遠超傳統(tǒng)SDS裂解方法(通常單次分析僅能鑒定出5000-7000種蛋白質(zhì))。

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分析結(jié)果顯示,OFIC技術(shù)的蛋白質(zhì)組定量分析變異系數(shù)(CV)僅為15%左右,樣本間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)接近0.97,遠優(yōu)于傳統(tǒng)SDS裂解方法(CV約20%,相關(guān)系數(shù)0.92)和TFA裂解方法(CV約30%,相關(guān)系數(shù)0.85)。這意味著新技術(shù)能更精準地捕捉樣本間的蛋白質(zhì)表達差異,為后續(xù)的差異表達分析提供更可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

重大突破:“植物蛋白質(zhì)組學(xué)

對于更難處理的花粉樣本,新方法同樣表現(xiàn)出色:僅需1/10朵本氏煙草花的花粉,或2朵擬南芥花的花粉,就能分別鑒定出8500種和6400種蛋白質(zhì),而傳統(tǒng)方法往往需要大量花粉才能完成分析,且蛋白質(zhì)鑒定數(shù)量不足5000種。

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傳統(tǒng)方法處理植物葉片通常需要至少100mg的新鮮組織,而OFIC新方法僅需1/4片葉片(約25mg)就能完成分析;對于花粉這類微量樣本,新方法的優(yōu)勢更為明顯——僅需微量花粉就能滿足實驗需求,解決了珍稀樣本樣本量少難以分析的困難。

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未來可期:讓植物蛋白質(zhì)組學(xué)“飛入尋常實驗室"



“細胞內(nèi)蛋白質(zhì)組學(xué)"樣本處理技術(shù)的出現(xiàn),不僅解決了傳統(tǒng)方法的諸多痛點,還大大降低了蛋白質(zhì)組學(xué)樣本處理的技術(shù)門檻。研究團隊表示,這種方法還可應(yīng)用于其他植物組織或其他類型蛋白質(zhì)組學(xué)樣本。





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