Astral DIA蛋白質組是近年來的新興蛋白質組學技術，也可以被稱為Next Generation Proteomics（NGP，下一代蛋白質組）。使用Astral DIA，能夠在檢測時間大幅縮短的前提下，得到更高通量的蛋白鑒定結果，從而有效提升研究效率以及科研機制的覆蓋度。
2024年4月發表在Mol Cell Proteomics上的題為“The One Hour Human Proteome”的文章，作者發現Astral DIA在每30分鐘的分析中可檢測到10,411個蛋白質，這提示了蛋白質組學的高通量、深度和靈敏度的新時代的到來。
HAP1細胞
Astral DIA蛋白質組
1.儀器性能評估
作者首先在30分鐘的梯度上嘗試了蛋白譜圖數據的收集。在保留時間22.02分鐘時，Astral 質量分析儀中同步采集了100多個DIA MS/MS。m/z 650-700 的范圍內，約150毫秒的時間內采集了25個 DIA 掃描，每個掃描的分離寬度為 2 Th，并鑒定出38個獨特的肽段（圖1）。這些數據表明，盡管Q-OT-Astral 掃描速度很快，但該平臺無需進行譜平均即可定期提供高質量的肽譜。
圖1 Q-Orbitrap-Astral數據獨立采集的樣本
2.不同上機時間的鑒定量結果
在一式三份的上樣中，15min，30min和60min的檢測分別鑒定到了9831，10411和10645個蛋白，隨著時間推移累計鑒定的肽和蛋白質顯示了每個梯度的鑒定率（圖2A-D）。每個梯度的技術重復之間，15min、30min和60min方法的r2值分別為 0.983、0.990 和 0.992，這表明實驗具有很高的定量重現性，此外，時間的增加也顯著降低了樣本RSD，從15 min的13.6%下降到30 min的9.9%和60 min的8.9%（圖2E-J）。
圖2 LC-MS梯度的定量重現性和蛋白質鑒定指標
3.30分鐘的人HAP1細胞Astral DIA蛋白組檢測
隨后，作者采用Astral DIA 30min的方法重新分析了人HAP1細胞（WT和線粒體基因 MGME1的KO細胞系），結果中量化了10353個蛋白，同時使用了Orbitrap Ascend儀器進行了61min的對比分析，共量化了約8000個蛋白，且兩個平臺的測量結果存在強相關性（圖3A-B）。在差異比較中，Astral DIA在30min內檢測到449個差異蛋白，而Orbitrap Ascend在61min中僅有380顯著調控蛋白，其中有61.6%的結果重疊（圖3C）。在前體測量數量的分析中，Astral使用的數量平均是后者的2倍多（圖3D）。功能分析中，兩種測量結果也共享了很多GO術語（圖3E-F）。
圖3 30分鐘Orbitrap Astral 和61分鐘Orbitrap Ascend DIA方法之間差異比較分析
4.蛋白質組學深度和通量的融合
最后，作者將本次實驗結果與前人的研究數據進行了對比分析，發現Astral DIA與先前的蛋白質組學的數據結果相比，在通量和靈敏度方面有著顯著飛躍（圖5）。Orbitrap Astral 系統取得的這一里程碑式的成就預示著高通量人類蛋白質組學新時代的到來，這一時代的目標是最終實現在一次實驗中檢測整個蛋白質組。
圖5 BYTQ對AR小鼠炎癥有抑制作用
在這項研究中，作者驗證了Astral DIA作為蛋白質組學新技術的應用前景，從靈敏度，通量和鑒定深度方面都較以往的技術有著顯著提升。這意味著Orbitrap Astral MS系統與其他最先進的儀器一起，再加上樣品制備、方法開發和數據處理方面的進步，正在開創一個蛋白質組學的新時代。
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排版：野凌
審核：三黍生物企宣部
