اعتبارسنجی سونیکاتور میکروپلیت در مطالعهٔ داوری‌شدهٔ پروتئومیکس

شرکت Hielscher Ultrasonics اعلام می‌کند که سونیکاتور فراصوتی میکروپلیت UIP400MTP این شرکت در یک مطالعهٔ مقایسه‌ای داوری‌شده در حوزهٔ پروتئومیکس که در نشریهٔ Proteomics (2024) منتشر شده، با موفقیت اعتبارسنجی شده است. این مطالعه نشان می‌دهد که آماده‌سازی نمونه با فراصوت بر پایهٔ میکروپلیت، عصاره‌های پروتئینی باکیفیت و تکرارپذیری تولید می‌کند که با گردش‌کارهای پیشرفتهٔ پروتئومیکس شات‌گان و ترمینومیکس کاملاً سازگار هستند.

مقالهٔ «TermineR: Extracting information on endogenous proteolytic processing from shotgun proteomics data» چارچوب بیوانفورماتیکی جدیدی برای تحلیل پروتئولیز درون‌زاد به‌طور مستقیم از مجموعه‌داده‌های استاندارد طیف‌سنجی جرمی معرفی می‌کند. نویسندگان، به‌عنوان بخشی از اعتبارسنجی روش، سه تکنیک متداول همگن‌سازی بافت را مقایسه کردند: تخریب با ضربهٔ مهره‌ها (Precellys)، فراصوت‌دهی در حمام (Bioruptor) و فراصوت‌دهی میکروپلیت با استفاده از UIP400MTP.

پوشش قابل‌مقایسهٔ پروتئوم بدون پروتئولیز مصنوعی

یکی از اهداف اصلی مطالعهٔ مقایسه‌ای، ارزیابی این موضوع بود که آیا روش‌های مختلف استخراج بر شناسایی و اندازه‌گیری کمّی پپتیدهای نیمه‌اختصاصی، که برای بررسی پردازش پروتئولیتیک درون‌زاد اهمیت اساسی دارند، تأثیر می‌گذارند یا خیر. نتایج نشان می‌دهند که استخراج فراصوتی با UIP400MTP، ضمن حفظ نسبت‌های ثابت پپتیدهای کاملاً اختصاصی و نیمه‌اختصاصی، پوششی از پروتئوم فراهم می‌کند که با روش‌های تثبیت‌شدهٔ تخریب مکانیکی قابل‌مقایسه است.
داده‌ها به‌ویژه نشان می‌دهند که فراصوت‌دهی پرتوان میکروپلیت باعث ایجاد برش مصنوعی پروتئین نمی‌شود و بدین‌ترتیب به یکی از نگرانی‌های رایج در ترمینومیکس و تحلیل پپتیدهای نیمه‌اختصاصی پاسخ می‌دهد. این موضوع تأیید می‌کند که UIP400MTP ضمن حفظ الگوهای شاخص پروتئولیتیکِ معنادار از نظر زیستی، تخریب مؤثر نمونه را فراهم می‌کند.

تکرارپذیری کمّی پپتیدهای نیمه‌اختصاصی در روش‌های مختلف استخراج –
نقشه‌های حرارتی همبستگی پیرسون برای شدت‌های پپتیدهای نیمه‌اختصاصی پس از تبدیل log2، در مقایسهٔ روش‌های مختلف استخراج پروتئین برای نمونه‌های نوع وحشی (WT، چپ) و دارای حذف ژن (KO، راست). ضرایب همبستگی بالایی (معمولاً ≥0٫95) میان فراصوت‌دهی میکروپلیت با UIP400MTP، تخریب با ضربهٔ مهره‌ها (Precellys®) و فراصوت‌دهی در حمام (Bioruptor®) مشاهده می‌شود که نشان‌دهندهٔ توافق کمّی بسیار خوب است. این نتایج تأیید می‌کنند که فراصوت‌دهی بر پایهٔ میکروپلیت، فراوانی‌های نسبی پپتیدها را حفظ می‌کند و با تحلیل‌های پروتئومیکس کمّی و ترمینومیکس کاملاً سازگار است.
مطالعه و تصاویر: ©Cosenza-Contreras et al. 2024

تکرارپذیری بالا در پروتئومیکس کمّی

این مطالعه همچنین تکرارپذیری کمّی بالایی را در روش‌های مختلف استخراج گزارش می‌کند. تحلیل‌های همبستگی پیرسون برای شدت‌های پپتیدها، توافق بالایی را میان نمونه‌های پردازش‌شده با UIP400MTP و نمونه‌های آماده‌شده با تخریب با ضربهٔ مهره‌ها یا فراصوت‌دهی در حمام نشان دادند؛ ضرایب همبستگی معمولاً بیش از 0٫95 بودند.
این یافته‌ها تأیید می‌کنند که فراصوت‌دهی میکروپلیت، فراوانی‌های نسبی پپتیدها را حفظ می‌کند و ازاین‌رو برای پروتئومیکس تفاضلی، تحلیل چندگانهٔ مبتنی بر TMT و مطالعات بیماری‌محور که به مقایسه‌های کمّی دقیق نیاز دارند، بسیار مناسب است.

تعداد پیش‌سازهای پپتیدی شناسایی‌شده برحسب اختصاصیت و روش استخراج
مقایسهٔ تعداد پیش‌سازهای پپتیدی شناسایی‌شده که برحسب اختصاصیت آنزیمی (کاملاً اختصاصی، نیمه‌اختصاصی در انتهای C و نیمه‌اختصاصی در انتهای N) طبقه‌بندی شده‌اند، در سه روش استخراج پروتئین: تخریب با ضربهٔ مهره‌ها (Precellys®)، فراصوت‌دهی در حمام (Bioruptor®) و فراصوت‌دهی میکروپلیت با استفاده از UIP400MTP. داده‌ها برای تکرارهای زیستی نمونه‌های کلیهٔ موش‌های نوع وحشی (WT) و دارای حذف ژن (KO) نشان داده شده‌اند. نتایج، پوشش قابل‌مقایسهٔ پروتئوم و توزیع‌های مشابه اختصاصیت پپتیدها را در همهٔ روش‌های استخراج نشان می‌دهند؛ این امر بیانگر آن است که فراصوت‌دهی میکروپلیت با UIP400MTP، استخراج مؤثر پروتئین را بدون افزایش برش پروتئولیتیک غیراختصاصی فراهم می‌کند.
مطالعه و تصاویر: ©Cosenza-Contreras et al. 2024


فراهم‌سازی گردش‌کارهای استانداردشدهٔ پروتئومیکس با ظرفیت پردازش بالا

UIP400MTP با ترکیب انتقال غیرتماسی انرژی فراصوتی و پردازش موازی تمامی چاهک‌های پلیت‌های 96 چاهکی، از آماده‌سازی نمونه با ظرفیت پردازش بالا، به‌صورت استانداردشده و سازگار با خودکارسازی پشتیبانی می‌کند. در مطالعهٔ منتشرشده، این سامانه با موفقیت در یک گردش‌کار پروتئومیکس مجهز به قابلیت DIA و دارای نشان‌گذاری TMT ادغام شد که برای یک مدل موشی بیماری کلیهٔ پلی‌کیستیک به کار رفت.
نویسندگان نتیجه‌گیری می‌کنند که فراصوت‌دهی میکروپلیت با پروتئومیکس شات‌گان مدرن کاملاً سازگار است و تحلیل پروتئولیز درون‌زاد را بدون نیاز به مراحل پرزحمت غنی‌سازی بیوشیمیایی امکان‌پذیر می‌کند.

تعهد به راهکارهای اعتبارسنجی‌شدهٔ علمی

یکی از نمایندگان شرکت گفت: «گنجاندن UIP400MTP در یک مطالعهٔ مقایسه‌ای دقیق و داوری‌شده، بر تعهد Hielscher Ultrasonics به ارائهٔ فناوری‌های آماده‌سازی نمونه با اعتبارسنجی علمی تأکید می‌کند. اعتبارسنجی مستقل در گردش‌کارهای پروتئومیکس با الزامات سخت‌گیرانه، برای آزمایشگاه‌هایی که به دنبال راهکارهای قابل‌اتکا، تکرارپذیر و مقیاس‌پذیر هستند، ضروری است.»
متن کامل مطالعه به‌صورت دسترسی آزاد در نشریهٔ Proteomics در دسترس است (DOI: 10.1002/pmic.202300491).

اطلاعات سونیکاتور پلیت چندچاهکی UIP400MTP را اینجا ببینید!