深圳子科生物報道：德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員近日開發(fā)出一種新技術(shù)來測序蛋白質(zhì)，與現(xiàn)有的方法相比要靈敏得多。這種技術(shù)有望對生物醫(yī)學(xué)研究產(chǎn)生重大影響，有助于人們發(fā)現(xiàn)新的生物標(biāo)志物，協(xié)助癌癥及其他疾病的診斷。

這篇題為“Highly parallel single-molecule identification of proteins in zeptomole-scale mixtures”的文章于周一發(fā)表在《Nature Biotechnology》雜志上。

文章的通訊作者之一、德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校細(xì)胞和分子生物學(xué)研究所的Edward Marcotte教授表示：“我們創(chuàng)造了一種類似于DNA測序的方法來研究蛋白質(zhì)。”

目前，各個實驗室主要采用質(zhì)譜儀來測序蛋白質(zhì)。對于許多應(yīng)用而言，它不算太靈敏。只有當(dāng)?shù)鞍状嬖跀?shù)百萬個拷貝時，它才能檢測到。同時，它也是低通量的，這意味著它只能檢測單個樣本中的成百上千種蛋白。

于是，Marcotte及其同事開始設(shè)想將新一代測序技術(shù)應(yīng)用于蛋白質(zhì)測序。新一代測序技術(shù)于2005年后興起，能夠?qū)θ魏紊矬w的整個基因組進(jìn)行快速、準(zhǔn)確而經(jīng)濟(jì)的測序，從而加速了生物醫(yī)學(xué)研究，以及疾病和譜系的基因檢測。

（這不是星星，是顯微鏡下的蛋白質(zhì)）

研究人員利用一種稱為單分子熒光測序的新方法，對單個樣本中的數(shù)百萬個蛋白分子進(jìn)行測序。他們對多肽樣本中的半胱氨酸和賴氨酸殘基進(jìn)行選擇性的熒光標(biāo)記，然后將其固定在玻璃表面，通過全內(nèi)反射顯微鏡方法來監(jiān)測幾輪Edman降解后每個分子的熒光減少。之后，他們將獲得的熒光序列分配到參考數(shù)據(jù)庫中的母體蛋白。

利用zeptomole（10^-21摩爾）級的合成肽和天然衍生肽，研究人員測試了這種新方法。同時，他們還對磷酸絲氨酸進(jìn)行了熒光標(biāo)記，實現(xiàn)了單分子中磷酸化位點的讀取。Marcotte相信，通過未來的改進(jìn)，單次可檢測的分子數(shù)量有望達(dá)到十億個。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，這種新方法有著更高的通量和靈敏度，能夠更好地檢測疾病中的生物標(biāo)志物，還能以全新的方式研究癌癥。例如，研究人員能夠逐個查看細(xì)胞，了解腫瘤如何從一組相同的細(xì)胞逐漸發(fā)展成遺傳上不同的細(xì)胞。這些見解有望激發(fā)攻克癌癥的新手段。（生物通 薄荷）

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

Nature Biotechnology