Mikrolevyjen ultraäänilaite validoitu vertaisarvioidussa proteomiikkatutkimuksessa

Hielscher Ultrasonics ilmoittaa, että sen mikrolevyjen ultraäänilaite UIP400MTP on onnistuneesti validoitu vertaisarvioidussa vertailevassa proteomiikkatutkimuksessa, joka julkaistiin Proteomics-lehdessä (2024). Tutkimus osoittaa, että mikrolevyillä tehtävä näytteiden ultraäänikäsittely tuottaa toistettavasti laadukkaita proteiiniuutteita, jotka ovat täysin yhteensopivia edistyneiden shotgun-proteomiikan ja terminomiikan työnkulkujen kanssa.

Julkaisu ”TermineR: Tiedon poimiminen endogeenisesta proteolyyttisestä prosessoinnista shotgun-proteomiikan aineistosta” esittelee uuden bioinformatiikan viitekehyksen endogeenisen proteolyysin analysointiin suoraan tavanomaisista massaspektrometria-aineistoista. Osana menetelmän validointia kirjoittajat vertasivat kolmea yleisesti käytettyä kudosten homogenointimenetelmää: helmihajotusta (Precellys), ultraäänikäsittelyä ultraäänihauteessa (Bioruptor) ja mikrolevyjen ultraäänikäsittelyä UIP400MTP:llä.

Vertailukelpoinen proteomin kattavuus ilman keinotekoista proteolyysiä

Vertailevan tutkimuksen keskeisenä tavoitteena oli arvioida, vaikuttavatko eri uuttomenetelmät puolispesifisten peptidien tunnistamiseen ja määritykseen. Nämä peptidit ovat ratkaisevan tärkeitä endogeenisen proteolyyttisen prosessoinnin tutkimisessa. Tulokset osoittavat, että UIP400MTP:llä tehtävä ultraääniuutto saavuttaa vakiintuneisiin mekaanisiin hajotusmenetelmiin verrattavan proteomin kattavuuden ja säilyttää samalla täysin spesifisten ja puolispesifisten peptidien osuudet yhdenmukaisina.
Aineisto osoittaa olennaisesti, ettei mikrolevyjen suuritehoinen ultraäänikäsittely aiheuta keinotekoista proteiinien pilkkoutumista. Tämä vastaa terminomiikassa ja puolispesifisten peptidien analyysissä yleisesti esitettyyn huoleen. Tulos vahvistaa, että UIP400MTP hajottaa näytteet tehokkaasti ja säilyttää samalla biologisesti merkitykselliset proteolyyttiset tunnusmerkit.

Puolispesifisten peptidien kvantitatiivinen toistettavuus eri uuttomenetelmien välillä –
Pearsonin korrelaation lämpökartat puolispesifisten peptidien log2-muunnetuista intensiteeteistä vertaavat eri proteiinien uuttomenetelmiä villityypin (WT, vasemmalla) ja geenipoistomallin (KO, oikealla) näytteissä. UIP400MTP:llä tehtävän mikrolevyjen ultraäänikäsittelyn, helmihajotuksen (Precellys®) ja ultraäänihauteessa tehtävän ultraäänikäsittelyn (Bioruptor®) välillä havaitaan suuria korrelaatiokertoimia (tyypillisesti ≥0,95), mikä osoittaa erinomaisen kvantitatiivisen yhtäpitävyyden. Nämä tulokset vahvistavat, että mikrolevyillä tehtävä ultraäänikäsittely säilyttää peptidien suhteelliset määrät ja on täysin yhteensopiva kvantitatiivisten proteomiikka- ja terminomiikka-analyysien kanssa.
Tutkimus ja kuvat: ©Cosenza-Contreras et al. 2024

Hyvä toistettavuus kvantitatiivisessa proteomiikassa

Tutkimuksessa raportoidaan myös hyvä kvantitatiivinen toistettavuus eri uuttomenetelmien välillä. Peptidien intensiteettien Pearsonin korrelaatioanalyysit osoittivat vahvan yhtäpitävyyden UIP400MTP:llä käsiteltyjen näytteiden ja helmihajotuksella tai ultraäänihauteessa tehdyllä ultraäänikäsittelyllä valmisteltujen näytteiden välillä. Korrelaatiokertoimet olivat tyypillisesti yli 0,95.
Nämä havainnot vahvistavat, että mikrolevyjen ultraäänikäsittely säilyttää peptidien suhteelliset määrät. Siksi se soveltuu hyvin differentiaaliseen proteomiikkaan, TMT-pohjaiseen multipleksointiin ja sairauksiin keskittyviin tutkimuksiin, jotka edellyttävät tarkkoja kvantitatiivisia vertailuja.

Tunnistettujen peptidiprekursorien määrä spesifisyyden ja uuttomenetelmän mukaan
Entsymaattisen spesifisyyden mukaan luokiteltujen tunnistettujen peptidiprekursorien määrien vertailu kolmella proteiinien uuttomenetelmällä: helmihajotus (Precellys®), ultraäänikäsittely ultraäänihauteessa (Bioruptor®) ja mikrolevyjen ultraäänikäsittely UIP400MTP:llä. Luokat ovat täysin spesifiset, C-terminaalisesti puolispesifiset ja N-terminaalisesti puolispesifiset peptidiprekursorit. Aineisto esitetään villityypin (WT) ja geenipoistomallin (KO) hiirten munuaisnäytteiden biologisista rinnakkaisnäytteistä. Tulokset osoittavat vertailukelpoisen proteomin kattavuuden ja samankaltaiset peptidien spesifisyysjakaumat kaikilla uuttomenetelmillä. Tämä osoittaa, että UIP400MTP:llä tehtävä mikrolevyjen ultraäänikäsittely mahdollistaa tehokkaan proteiinien uuton lisäämättä epäspesifistä proteolyyttistä pilkkoutumista.
Tutkimus ja kuvat: ©Cosenza-Contreras et al. 2024


Suuren näytemäärän käsittelyn ja standardoitujen proteomiikan työnkulkujen mahdollistaminen

Yhdistämällä ultraäänienergian siirtämisen ilman kosketusta kokonaisten 96-kuoppaisten levyjen rinnakkaiseen käsittelyyn UIP400MTP tukee suurten näytemäärien standardoitua ja automaation kanssa yhteensopivaa näytteiden valmistelua. Julkaistussa tutkimuksessa järjestelmä integroitiin onnistuneesti DIA-mittausta hyödyntävään, TMT-leimaukseen perustuvaan proteomiikan työnkulkuun, jota sovellettiin polykystisen munuaistaudin hiirimalliin.
Kirjoittajat toteavat johtopäätöksenään, että mikrolevyjen ultraäänikäsittely on täysin yhteensopiva nykyaikaisen shotgun-proteomiikan kanssa ja mahdollistaa endogeenisen proteolyysin analysoinnin ilman työläitä biokemiallisia rikastusvaiheita.

Sitoutuminen tieteellisesti validoituihin ratkaisuihin

”UIP400MTP:n sisällyttäminen perusteelliseen, vertaisarvioituun vertailevaan tutkimukseen korostaa Hielscher Ultrasonicsin sitoutumista tieteellisesti validoitujen näytteenvalmisteluteknologioiden tarjoamiseen”, totesi yrityksen edustaja. ”Riippumaton validointi vaativissa proteomiikan työnkuluissa on välttämätöntä laboratorioille, jotka etsivät luotettavia, toistettavia ja skaalautuvia ratkaisuja.”
Koko tutkimus on saatavilla avoimesti julkaistuna Proteomics-lehdessä (DOI: 10.1002/pmic.202300491).

Tutustu monikuoppalevyjen ultraäänilaitteeseen UIP400MTP täällä!