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近日,[b]科创中心生物与分子智造研究院分子智造研究所所长方群教授团队[/b]再出新成果!团队[b]开发了“点取式”单细胞蛋白质组分析(PiSPA)工作流程和基于纳升级微流控液滴操控机器人,实现了单细胞的精准捕获、前处理以及自动进样,并首次在单个哺乳动物细胞中实现了高达3000种蛋白质的超高定量深度[/b]。目前,相关研究成果以“ Pick-up single-cell proteomic analysis for quantifying up to 3000 proteins in a Mammalian cell ”为题在国际权威期刊《自然通讯》上发表。[b]这项成果也再次向我们证明了单细胞蛋白质组学在诊疗和预防、药物开发、癌症基因组学等精准医学研究中的应用潜力。[/b][align=center][img=,700,444]https://img1.17img.cn/17img/images/202402/uepic/a2bc5a12-447c-42f5-901c-d7cd2ada8821.jpg[/img][/align][align=center]团队自研的探针式微流控液滴操纵机器人系统[/align][color=#0070c0][b]更强大的单细胞蛋白质组分析工具:PiSPA工作流程[/b][/color]单细胞蛋白质组学技术是近年来生命科学领域研究的热点。因单个细胞中的蛋白质含量极微(仅约0.2 ng)且无法扩增,单细胞蛋白质组分析极具挑战性。目前传统蛋白质组分析技术仅能在每个细胞中鉴定1000种左右的蛋白质,而这在单细胞分析领域显得有些“力不从心”。此外,传统的样本前处理操作大多在微升级反应器中进行,在样品处理和转移的过程中会出现明显的样品损失,这会限制单细胞蛋白质组学的鉴定深度,难以满足生命科学研究的迫切需求。“想要突破单细胞蛋白质组学鉴定深度的障碍,有两种策略。一是在足够小的微反应器中进行样品前处理,利用微尺度效应提高反应效率;二是将所有操作整合在一起,降低样品损失,但这两种策略对技术与设备的要求都很高”,本项成果第一完成人王宇博士解释道,“我们利用微流控技术将商品化的内插管改造为阵列化的纳升级微反应器,解决了纳升级样品反应与自动进样的问题。PiSPA平台可自动完成细胞捕获、样品前处理、色谱分离、质谱检测、数据处理等操作,进一步降低了样品损失。”[align=center][img=,700,303]https://img1.17img.cn/17img/images/202402/uepic/63b80008-6467-4583-b1b7-147e9680c481.jpg[/img][/align][align=center]“点取式”单细胞蛋白质组分析流程示意图[/align][b]PiSPA工作流程使得高精度的液体操控、单细胞的精确处理以及先进的LC-TIMS-QTOF MS技术融为一体,重新定义了单细胞蛋白质组学分析。[/b]“在研究中,我们将该平台应用于三种哺乳动物细胞(HeLa、A549和U2OS细胞)的单细胞蛋白质组分析,以及HeLa细胞迁移过程中的细胞异质性研究中,均实现了超高深度定量分析”,王宇博士说。同时,迁移细胞的单细胞蛋白质组分析也证实了PiSPA平台具有识别细胞迁移关键分子以及有价值靶点的应用潜力。[align=center][img=,700,394]https://img1.17img.cn/17img/images/202402/uepic/b4d136ba-e078-4fc6-b59d-911f8f0abfcc.jpg[/img][/align][align=center]哺乳动物细胞的单细胞蛋白质组分析结果[/align][color=#0070c0][b]单细胞的定量深度:从3000+走向全蛋白质组测序[/b][/color]PiSPA平台集成了基于序控液滴(SODA)技术的自动化液滴操纵机器人,能够在“点取式”操作模式下实现纳升级的细胞分选、多步样品前处理和自动进样操作。相比于其他单细胞分析方法,[b]PiSPA平台的优势主要体现在与成像技术结合,能够灵活地选择任意单个细胞进行分析,目标细胞的捕获指向性强,具有很高的捕获准确性和成功率,并可保留目标细胞的表观和空间信息,显著增加了单细胞分析的信息维度[/b]。其次,PiSPA平台采用针对单细胞样品的“定制化”分析条件,实现了蛋白质鉴定深度的大幅提升,能够为生物医学研究提供更多有效的基础数据。这些优势对推动单细胞蛋白质组分析的实际推广应用具有重要意义。“目前的单细胞定量深度只是一个起点”,方群教授分享道,在该项研究中,可从单个哺乳动物细胞中可定量多达3000种蛋白质,约占人类基因编码蛋白质总数(约20,000种)的15%,其鉴定深度已经达到10年前单细胞转录组测序技术的相近水平。类比单细胞转录组测序技术的发展历史,可以预见当前已处于单细胞蛋白质组分析技术的爆发阶段,随着技术的快速革新,单细胞的定量鉴定深度还将得到史无前例的提升。“这意味着单细胞蛋白质组学技术已进入在广泛的生物医学研究领域中实际应用的阶段。”[align=center][img=,700,315]https://img1.17img.cn/17img/images/202402/uepic/0ff9f496-19a8-4d58-a0de-a5d54a37ad74.jpg[/img][/align][b]团队表示,未来,他们将进一步提高单细胞蛋白质组分析的鉴定深度和通量,以持续推进该技术实用化和应用拓展的水平[/b]。此外,在上述成果基础上,目前团队还在利用iChemFoundry平台的自动化机器人技术和机器视觉技术构建能够完成单细胞蛋白质组分析全部流程操作自动化的分析平台,很快会有新的成果发布,这些都将为人们了解生命活动中细胞异质性的变化带来更有力工具。[来源:浙大杭州科创中心][align=right][/align]
蛋白质结构定量分析具体步骤?谢谢
[font=宋体][font=宋体]无细胞蛋白表达系统([/font][font=Calibri]Cell-Free Protein Expression System[/font][font=宋体])是一种基于原核和真核细胞提取物构建的体外蛋白表达系统。它具有许多优点,例如可以在短时间内生产大量的蛋白质,同时避免了细胞内的复杂调控机制和翻译后修饰等繁琐过程。因此,无细胞蛋白表达系统在生物制药、生物材料、生物燃料等领域具有广泛的应用前景。本文将详细介绍无细胞蛋白表达系统的优缺点。[/font][/font][font=宋体][b]一、无细胞蛋白表达系统的优点[/b][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]1.[/font][font=宋体]高效性:无细胞蛋白表达系统具有高表达效率的优点,这是由于体外体系中不存在靶蛋白累积所需的细胞分裂和细胞复杂代谢反应。此外,由于无细胞蛋白表达系统不受到细胞毒性和免疫反应的限制,可以实现大规模的蛋白质表达。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]2.[/font][font=宋体]灵活性:无细胞蛋白表达系统可以使用一系列不同的原核和真核细胞提取物作为反应体系,例如[/font][font=Calibri]E.coli[/font][font=宋体]、小麦胚芽和人类细胞等。这意味着可以根据不同的实验目的和需求进行合理的选择,以适应多样化的研究需要。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]3.[/font][font=宋体]易操作性:无细胞蛋白表达系统非常容易操作。与传统的细胞表达系统相比,无细胞蛋白表达系统不需要细胞培养、生长和繁殖。此外,无细胞蛋白表达系统可以快速进行,通常只需要数小时至几天即可完成目标蛋白的表达。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]4.[/font][font=宋体]简单纯化:由于无细胞蛋白表达系统可以避免有机溶剂和离子交换剂等复杂的步骤,从而使目标蛋白的纯化工作更加简便和迅速。例如,可以使用亲和柱、凝胶过滤和电泳分析等方法来快速分离和纯化蛋白质。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][b]二、无细胞蛋白表达系统的缺点[/b][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]1.[/font][font=宋体]成本较高:尽管无细胞蛋白表达系统可以大规模进行蛋白质表达,但是所需的原核和真核细胞提取物通常需要较高的成本。此外,涉及到的一些试剂和设备也比较昂贵,使得无细胞蛋白表达系统在应用过程中存在一定的经济压力。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]2.[/font][font=宋体]表达限制:由于无细胞蛋白表达系统缺乏复杂的代谢反应和细胞分化机制,因此它不适用于某些特定类型的蛋白。例如,它无法表达复杂的膜蛋白和困难的药物蛋白等。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]3.[/font][font=宋体]不稳定性:无细胞蛋白表达系统通常具有一定的稳定性问题。由于缺乏细胞膜的保护,无细胞蛋白表达体系会更容易受到外部条件的影响,如温度、[/font][font=Calibri]pH[/font][font=宋体]、离子浓度等,从而导致蛋白质的不稳定性、聚集和降解等现象。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]4.[/font][font=宋体]不适合复杂蛋白结构:无细胞蛋白表达系统对于复杂蛋白结构的模拟效果不佳。例如,膜蛋白、多肽和糖蛋白等复杂蛋白质可能会被无细胞蛋白表达系统无法很好地复制,从而限制了其应用范围。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体]无细胞蛋白表达系统具有高效、灵活、易操作、简单纯化等优点,但同时也存在着成本较高、表达限制、不稳定性和不适合复杂蛋白结构等缺点。在实际应用中,需要根据具体的研究目的和需求进行选择,并结合其他技术手段来弥补其不足之处。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]义翘神州提供[url=https://cn.sinobiological.com/services/cell-free-protein-synthesis-service][b]无细胞蛋白表达服务[/b][/url],服务优势:[/font][font=宋体]①快速、高效 ②高成功率 ③一致性 ④高难度抗体表达[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]详情可以咨询,具体[/font][font=Calibri]https://cn.sinobiological.com/services/cell-free-protein-synthesis-service[/font][/font]