Mikroplašu ultraskaņas apstrādes ierīce validēta recenzētā proteomikas pētījumā

Hielscher Ultrasonics paziņo, ka tā UIP400MTP mikroplašu ultraskaņas apstrādes ierīce ir veiksmīgi validēta recenzētā salīdzinošā proteomikas pētījumā, kas publicēts žurnālā Proteomics (2024). Pētījums parāda, ka paraugu sagatavošana mikroplatēs ar ultraskaņu nodrošina reproducējamus, augstas kvalitātes olbaltumvielu ekstraktus, kas ir pilnībā saderīgi ar progresīvām shotgun proteomikas un terminomikas darbplūsmām.

Publikācijā “TermineR: informācijas iegūšana par endogēno proteolītisko apstrādi no shotgun proteomikas datiem” ir ieviests jauns bioinformātikas ietvars endogēnās proteolīzes analīzei tieši no standarta masspektrometrijas datu kopām. Metodes validācijas ietvaros autori salīdzināja trīs plaši izmantotas audu homogenizācijas metodes: mehānisko sasmalcināšanu ar lodītēm (Precellys), apstrādi ultraskaņas vannā (Bioruptor) un mikroplašu apstrādi ar ultraskaņu, izmantojot UIP400MTP.

Salīdzināms proteoma pārklājums bez mākslīgi izraisītas proteolīzes

Viens no salīdzinošā pētījuma galvenajiem mērķiem bija novērtēt, vai dažādas ekstrakcijas metodes ietekmē daļēji specifisku peptīdu identificēšanu un kvantitatīvo noteikšanu, kas ir būtiskas endogēnās proteolītiskās apstrādes izpētei. Rezultāti liecina, ka ultraskaņas ekstrakcija ar UIP400MTP nodrošina proteoma pārklājumu, kas ir salīdzināms ar atzītām mehāniskās sagraušanas metodēm, vienlaikus saglabājot nemainīgas pilnībā specifisku un daļēji specifisku peptīdu proporcijas.
Būtiski, ka dati parāda: mikroplašu apstrāde ar lieljaudas ultraskaņu neizraisa mākslīgu olbaltumvielu šķelšanu, tādējādi kliedējot terminomikā un daļēji specifisku peptīdu analīzē bieži sastopamas bažas. Tas apstiprina, ka UIP400MTP nodrošina efektīvu paraugu sagraušanu, vienlaikus saglabājot bioloģiski nozīmīgas proteolīzes pazīmes.

Daļēji specifisku peptīdu kvantitatīvā reproducējamība dažādās ekstrakcijas metodēs –
Daļēji specifisku peptīdu log2 transformēto intensitāšu Pīrsona korelācijas siltumkartes, kurās salīdzinātas dažādas olbaltumvielu ekstrakcijas metodes savvaļas tipa (WT, pa kreisi) un gēna izslēgšanas (KO, pa labi) paraugiem. Salīdzinot mikroplašu apstrādi ar ultraskaņu, izmantojot UIP400MTP, mehānisko sasmalcināšanu ar lodītēm (Precellys®) un apstrādi ultraskaņas vannā (Bioruptor®), ir novērojami augsti korelācijas koeficienti (parasti ≥0,95), kas liecina par izcilu kvantitatīvo saskaņotību. Šie rezultāti apstiprina, ka apstrāde ar ultraskaņu mikroplatēs saglabā peptīdu relatīvo daudzumu un ir pilnībā saderīga ar kvantitatīvās proteomikas un terminomikas analīzēm.
Pētījums un attēli: ©Cosenza-Contreras et al. 2024

Augsta reproducējamība kvantitatīvajā proteomikā

Pētījumā ziņots arī par augstu kvantitatīvo reproducējamību dažādās ekstrakcijas metodēs. Peptīdu intensitāšu Pīrsona korelācijas analīzes atklāja ciešu saskaņotību starp paraugiem, kas apstrādāti ar UIP400MTP, un paraugiem, kas sagatavoti, izmantojot mehānisko sasmalcināšanu ar lodītēm vai apstrādi ultraskaņas vannā; korelācijas koeficienti parasti pārsniedza 0,95.
Šie rezultāti apstiprina, ka mikroplašu apstrāde ar ultraskaņu saglabā peptīdu relatīvo daudzumu, tādēļ tā ir labi piemērota diferenciālajai proteomikai, multipleksēšanai ar TMT un slimību izpētei, kurā nepieciešami precīzi kvantitatīvi salīdzinājumi.

Identificēto peptīdu prekursoru skaits pēc specifiskuma un ekstrakcijas metodes
Pēc enzimātiskā specifiskuma klasificēto identificēto peptīdu prekursoru (pilnībā specifiski, daļēji specifiski C-galā un daļēji specifiski N-galā) skaita salīdzinājums trijās olbaltumvielu ekstrakcijas metodēs: mehāniskā sasmalcināšana ar lodītēm (Precellys®), apstrāde ultraskaņas vannā (Bioruptor®) un mikroplašu apstrāde ar ultraskaņu, izmantojot UIP400MTP. Parādīti dati par savvaļas tipa (WT) un gēna izslēgšanas (KO) peļu nieru paraugu bioloģiskajiem atkārtojumiem. Rezultāti parāda salīdzināmu proteoma pārklājumu un līdzīgu peptīdu specifiskuma sadalījumu visās ekstrakcijas metodēs, norādot, ka mikroplašu apstrāde ar ultraskaņu, izmantojot UIP400MTP, nodrošina efektīvu olbaltumvielu ekstrakciju, nepalielinot nespecifisku proteolītisko šķelšanu.
Pētījums un attēli: ©Cosenza-Contreras et al. 2024


Augstas paraugu apstrādes veiktspējas un standartizētu proteomikas darbplūsmu nodrošināšana

Apvienojot ultraskaņas enerģijas bezkontakta pievadīšanu ar visu 96 iedobju plates paraugu paralēlu apstrādi, UIP400MTP nodrošina standartizētu, ar automatizāciju saderīgu paraugu sagatavošanu ar augstu paraugu apstrādes veiktspēju. Publicētajā pētījumā sistēma tika veiksmīgi integrēta proteomikas darbplūsmā ar DIA datu iegūšanu un TMT marķēšanu, kas tika izmantota peļu policistiskās nieru slimības modelī.
Autori secina, ka mikroplašu apstrāde ar ultraskaņu ir pilnībā saderīga ar mūsdienu shotgun proteomiku un ļauj analizēt endogēno proteolīzi bez darbietilpīgiem bioķīmiskās bagātināšanas posmiem.

Apņemšanās nodrošināt zinātniski validētus risinājumus

“UIP400MTP iekļaušana rūpīgā, recenzētā salīdzinošā pētījumā uzsver Hielscher Ultrasonics apņemšanos nodrošināt zinātniski validētas paraugu sagatavošanas tehnoloģijas,” sacīja uzņēmuma pārstāvis. “Neatkarīga validācija prasīgās proteomikas darbplūsmās ir būtiska laboratorijām, kas meklē uzticamus, reproducējamus un mērogojamus risinājumus.”
Pilns pētījums ir pieejams kā brīvpieejas publikācija žurnālā Proteomics (DOI: 10.1002/pmic.202300491).

Informāciju par daudziedobju plašu ultraskaņas apstrādes ierīci UIP400MTP atradīsiet šeit!