マイクロプレートソニケーターが査読付きプロテオミクス研究で検証される

Hielscher Ultrasonics社は、同社の超音波マイクロプレートソニケーターUIP400MTPが、Proteomics誌（2024年）に掲載された査読付き比較プロテオミクス研究で検証されたことを発表した。この研究は、超音波マイクロプレートを用いたサンプル前処理が、高度なショットガンプロテオミクスやターミノミクスのワークフローに完全に適合する再現性の高い高品質のタンパク質抽出物を提供することを実証しています。

出版された、 “TermineR：ショットガンプロテオミクスデータから内因性タンパク質分解処理に関する情報を抽出する”この論文は、標準的な質量分析データセットから内因性タンパク質分解を直接解析するための新しいバイオインフォマティクスのフレームワークを紹介する。メソッドのバリデーションの一環として、著者らは、一般的に使用されている3つの組織ホモジナイゼーション技術を比較した：ビーズビート（Precellys）、バスソニケーション（Bioruptor）、およびUIP400MTPを使用した超音波マイクロプレート超音波処理。

人工的なプロテオリシスなしでも同等のプロテオーム網羅性

比較研究の中心的な目的は、抽出方法の違いが、内因性タンパク質分解処理の研究に不可欠な半特異的ペプチドの同定と定量に影響を及ぼすかどうかを評価することであった。その結果、UIP400MTPベースの超音波抽出は、完全特異的ペプチドと半特異的ペプチドの割合を一定に保ちながら、確立された機械的破砕法に匹敵するプロテオームカバレッジを達成することが示された。
このデータは、ターミノミクスや半特異的ペプチド分析における一般的な懸念に対処するため、高出力超音波マイクロプレート超音波処理によって人為的なタンパク質切断が生じないことを示しています。これにより、UIP400MTPが生物学的に意味のあるタンパク質分解シグネチャーを保持しながら、効率的なサンプル破壊を提供することが確認されました。

抽出法を超えた半特異的ペプチドの定量的再現性 –
野生型（WT、左）とノックアウト（KO、右）サンプルの異なるタンパク質抽出法を比較した半特異的ペプチドの対数変換強度のピアソン相関ヒートマップ。UIP400MTP超音波マイクロプレート超音波処理、ビーズビート（Precellys®）、バスソニケーション（Bioruptor®）の間で高い相関係数（通常≥0.95）が観察され、優れた定量的一致が示された。これらの結果から、マイクロプレートを用いた超音波処理により、相対的なペプチド量が維持され、定量プロテオミクスおよびターミノミクス解析に完全に適合することが確認されました。
研究およびグラフィック：©Cosenza-Contreras et al.

定量的プロテオミクスにおける高い再現性

この研究ではさらに、抽出方法間の定量的再現性の高さも報告している。ペプチド強度のピアソン相関分析では、UIP400MTPで処理したサンプルとビーズビーティングまたはバスソニケーションで調製したサンプルとの間に強い一致が見られ、相関係数は通常0.95を超えました。
これらの知見は、超音波マイクロプレート超音波処理によって相対的なペプチド量が維持されることを確認するものであり、ディファレンシャル・プロテオミクス、TMTベースのマルチプレキシング、正確な定量比較を必要とする疾患に焦点を当てた研究に適している。

特異性と抽出方法別に同定されたペプチド前駆体の数
酵素特異性（完全特異性、C末端半特異性、N末端半特異性）によって分類された同定ペプチド前駆体の数を、ビーズビート法（Precellys®）、バスソニケーション法（Bioruptor®）、UIP400MTPを用いた超音波マイクロプレート超音波処理の3つのタンパク質抽出法で比較。データは、野生型（WT）およびノックアウト（KO）マウス腎臓サンプルの生物学的複製について示されている。その結果、すべての抽出方法において、プロテオームカバレッジは同等であり、ペプチド特異性の分布も同様であることが示され、UIP400MTPを用いたマイクロプレート超音波処理では、非特異的なタンパク質分解切断を増加させることなく、効率的なタンパク質抽出が可能であることが示された。
研究およびグラフィック：©Cosenza-Contreras et al.

ハイスループットと標準化されたプロテオミクスワークフローを可能にする

非接触の超音波エネルギー供給と96ウェルプレート全体の並列処理を組み合わせることで、UIP400MTPはハイスループット、標準化、自動化に対応したサンプル調製をサポートします。発表された研究では、このシステムは、多発性嚢胞腎のマウスモデルに適用されたDIA対応、TMT標識プロテオミクスワークフローへの統合に成功しました。
著者らは、マイクロプレート超音波処理は最新のショットガンプロテオミクスに完全に適合し、手間のかかる生化学的濃縮ステップを必要とせずに内因性タンパク質分解の解析を可能にすると結論づけた。

科学的に検証されたソリューションへの取り組み

“UIP400MTP が厳密な査読を経た比較試験で採用されたことは、Hielscher Ultrasonics 社の次のような実績を裏付けています。’ 科学的に検証されたサンプル前処理技術を提供することをお約束します、” と同社担当者。 “要求の厳しいプロテオミクスワークフローにおける独立したバリデーションは、頑健で再現性が高く、スケーラブルなソリューションを求めるラボにとって不可欠である。”
本研究の全文はProteomics誌にオープンアクセスで掲載されている（DOI： 10.1002/pmic.202300491).

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