Astral DIA蛋白質(zhì)組是近年來的新興蛋白質(zhì)組學技術(shù)，也可以被稱為Next Generation Proteomics（NGP，下一代蛋白質(zhì)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(jié)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(fā)表在Mol Cell Proteomics上的題為“The One Hour Human Proteome”的文章，作者發(fā)現(xiàn)Astral DIA在每30分鐘的分析中可檢測到10,411個蛋白質(zhì)，這提示了蛋白質(zhì)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(zhì)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(shù)據(jù)的收集。在保留時間22.02分鐘時，Astral 質(zhì)量分析儀中同步采集了100多個DIA MS/MS。m/z 650-700 的范圍內(nèi)，約150毫秒的時間內(nèi)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(shù)據(jù)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(zhì)量的肽譜。
圖1 Q-Orbitrap-Astral數(shù)據(jù)獨立采集的樣本
2.不同上機時間的鑒定量結(jié)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(zhì)顯示了每個梯度的鑒定率（圖2A-D）。每個梯度的技術(shù)重復(fù)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(xiàn)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(xiàn)性和蛋白質(zhì)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(jié)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(jié)果存在強相關(guān)性（圖3A-B）。在差異比較中，Astral DIA在30min內(nèi)檢測到449個差異蛋白，而Orbitrap Ascend在61min中僅有380顯著調(diào)控蛋白，其中有61.6%的結(jié)果重疊（圖3C）。在前體測量數(shù)量的分析中，Astral使用的數(shù)量平均是后者的2倍多（圖3D）。功能分析中，兩種測量結(jié)果也共享了很多GO術(shù)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(zhì)組學深度和通量的融合
最后，作者將本次實驗結(jié)果與前人的研究數(shù)據(jù)進行了對比分析，發(fā)現(xiàn)Astral DIA與先前的蛋白質(zhì)組學的數(shù)據(jù)結(jié)果相比，在通量和靈敏度方面有著顯著飛躍（圖5）。Orbitrap Astral 系統(tǒng)取得的這一里程碑式的成就預(yù)示著高通量人類蛋白質(zhì)組學新時代的到來，這一時代的目標是最終實現(xiàn)在一次實驗中檢測整個蛋白質(zhì)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(zhì)組學新技術(shù)的應(yīng)用前景，從靈敏度，通量和鑒定深度方面都較以往的技術(shù)有著顯著提升。這意味著Orbitrap Astral MS系統(tǒng)與其他最先進的儀器一起，再加上樣品制備、方法開發(fā)和數(shù)據(jù)處理方面的進步，正在開創(chuàng)一個蛋白質(zhì)組學的新時代。
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排版：野凌
審核：三黍生物企宣部
