Mikrolevyjen Sonicator validoitu vertaisarvioidussa proteomitutkimuksessa

Hielscher Ultrasonics ilmoittaa, että sen UIP400MTP-ultraäänimikrolevykaiku on validoitu onnistuneesti vertaisarvioidussa vertailevassa proteomitutkimuksessa, joka on julkaistu Proteomics-lehdessä (2024). Tutkimus osoittaa, että ultraääni mikrolevyihin perustuva näytteenvalmistus tuottaa toistettavia, korkealaatuisia proteiiniuutteita, jotka ovat täysin yhteensopivia kehittyneiden shotgun proteomics- ja terminomics-työnkulkujen kanssa.

Julkaisu, “TermineR: Tietojen poimiminen endogeenisesta proteolyyttisestä prosessoinnista shotgun-proteomiikka-aineistosta”, esittelee uuden bioinformatiikan kehyksen endogeenisen proteolyysin analysoimiseksi suoraan standardimassaspektrometriatietokannoista. Osana menetelmän validointia kirjoittajat vertasivat kolmea yleisesti käytettyä kudosten homogenisointitekniikkaa: helmien hakkaamista (Precellys), kylpyammeen sonikointia (Bioruptor) ja ultraäänimikrolevyjen sonikointia UIP400MTP:llä.

Vertailukelpoinen proteomin kattavuus ilman keinotekoista proteolyysiä

Vertailevan tutkimuksen keskeisenä tavoitteena oli arvioida, vaikuttavatko eri uuttomenetelmät sellaisten semispesifisten peptidien tunnistamiseen ja kvantifiointiin, jotka ovat kriittisiä tutkittaessa endogeenistä proteolyyttistä prosessointia. Tulokset osoittavat, että UIP400MTP-pohjaisella ultraääniuuttamisella saavutetaan vakiintuneisiin mekaanisiin hajotusmenetelmiin verrattavissa oleva proteomin kattavuus, ja samalla säilytetään täysin spesifisten ja semispesifisten peptidien johdonmukaiset osuudet.
Tärkeää on, että tiedot osoittavat, että mikrolevyn suuritehoinen ultraäänellä tapahtuva sonikointi ei aiheuta proteiinien keinotekoista pilkkoutumista, mikä on yleinen huolenaihe terminomiikan ja semispesifisen peptidianalyysin yhteydessä. Tämä vahvistaa, että UIP400MTP tarjoaa tehokkaan näytteen hajottamisen säilyttäen samalla biologisesti merkitykselliset proteolyyttiset allekirjoitukset.

Puolispesifisten peptidien kvantitatiivinen toistettavuus eri uuttomenetelmillä. –
Pearsonin korrelaatio lämpökartat log2-muunnettujen semispesifisten peptidien intensiteettien log2-muunnetuista intensiteeteistä, joissa verrataan eri proteiinien uuttomenetelmiä villityypin (WT, vasen) ja knock-out (KO, oikea) näytteissä. Korkeat korrelaatiokertoimet (tyypillisesti ≥0,95) havaitaan UIP400MTP-ultraäänimikrolevyn sonikaation, helmien hakkaamisen (Precellys®) ja kylpyammeen sonikaation (Bioruptor®) välillä, mikä osoittaa erinomaista kvantitatiivista vastaavuutta. Nämä tulokset vahvistavat, että mikrolevyihin perustuva ultraäänitutkimus säilyttää peptidien suhteelliset runsaudet ja on täysin yhteensopiva kvantitatiivisten proteomiikka- ja terminomiikka-analyysien kanssa.
Tutkimus ja grafiikka: ©Cosenza-Contreras et al. 2024.

Kvantitatiivisen proteomiikan korkea toistettavuus

Lisäksi tutkimuksessa raportoidaan hyvä kvantitatiivinen toistettavuus eri uuttomenetelmien välillä. Peptidien intensiteettien Pearsonin korrelaatioanalyysit osoittivat, että UIP400MTP-menetelmällä käsiteltyjen näytteiden ja helmiheijastuksella tai kylpyammeen sonikaatiolla valmistettujen näytteiden välillä oli vahva yhdenmukaisuus, ja korrelaatiokertoimet olivat tyypillisesti yli 0,95.
Nämä havainnot vahvistavat, että mikrolevyjen ultraääniäänihoito säilyttää peptidien suhteelliset runsaudet, joten se soveltuu hyvin differentiaaliseen proteomiikkaan, TMT-pohjaiseen multipleksointiin ja tarkkaa kvantitatiivista vertailua edellyttäviin sairauksiin keskittyviin tutkimuksiin.

Tunnistettujen peptidien esiasteiden määrä spesifisyyden ja uuttomenetelmän mukaan.
Tunnistettujen peptidien esiasteiden määrän vertailu entsyymispesifisyyden mukaan luokiteltuna (täysin spesifinen, C-terminaalinen puolispesifinen ja N-terminaalinen puolispesifinen) kolmella proteiinien uuttomenetelmällä: helmihehkutus (Precellys®), kylpyammeen sonikaatio (Bioruptor®) ja ultraääni mikrolevyjen sonikaatio UIP400MTP:llä. Tiedot on esitetty biologisten toistojen osalta villityypin (WT) ja knock-out (KO) hiiren munuaisnäytteistä. Tulokset osoittavat, että proteomin kattavuus ja peptidispesifisyyksien jakaumat ovat vertailukelpoisia kaikissa uuttomenetelmissä, mikä osoittaa, että UIP400MTP-pohjainen mikrolevyääniuutto tarjoaa tehokkaan proteiinien uuton lisäämättä epäspesifistä proteolyyttistä pilkkoutumista.
Tutkimus ja grafiikka: ©Cosenza-Contreras et al. 2024.

Suuren läpimenon ja standardoitujen proteomiikan työnkulkujen mahdollistaminen

Yhdistämällä kosketuksettoman ultraäänienergian annon ja kokonaisten 96-kuoppalevyjen rinnakkaiskäsittelyn UIP400MTP tukee korkean läpimenon tehokasta, standardoitua ja automaatioyhteensopivaa näytteenvalmistusta. Julkaistussa tutkimuksessa järjestelmä integroitiin menestyksekkäästi DIA:ta tukevaan, TMT-merkittyyn proteomiikan työnkulkuun, jota sovellettiin polykystisen munuaissairauden hiirimalliin.
Kirjoittajat päättelevät, että mikrolevyn ultraäänikäsittely on täysin yhteensopiva nykyaikaisen shotgun-proteomiikan kanssa ja mahdollistaa endogeenisen proteolyysin analysoinnin ilman työläitä biokemiallisia rikastusvaiheita.

Sitoutuminen tieteellisesti validoituihin ratkaisuihin

“UIP400MTP:n sisällyttäminen tiukkaan, vertaisarvioituun vertailevaan tutkimukseen korostaa Hielscher Ultrasonicsin toimintaa.’ sitoutuminen tieteellisesti validoitujen näytteenvalmistustekniikoiden tarjoamiseen,” sanoi yrityksen edustaja. “Riippumaton validointi vaativissa proteomiikan työnkuluissa on välttämätöntä laboratorioille, jotka etsivät vankkoja, toistettavia ja skaalautuvia ratkaisuja.”
Tutkimus on kokonaisuudessaan saatavilla avoimena julkaisuna Proteomics-lehdessä (DOI: 10.1002/pmic.202300491).

Löydät tietoa monikuoppalevy-äänilaitteesta UIP400MTP täältä!