Mikroplatňový sonikátor overený v recenzovanej proteomickej štúdii

Spoločnosť Hielscher Ultrasonics oznamuje, že jej ultrazvukový mikrotitračný sonikátor UIP400MTP bol úspešne overený v recenzovanej porovnávacej proteomickej štúdii uverejnenej v časopise Proteomics (2024). Štúdia dokazuje, že príprava vzoriek na ultrazvukovej mikrotitračnej platni poskytuje reprodukovateľné, vysokokvalitné proteínové extrakty plne kompatibilné s pokročilými pracovnými postupmi shotgun proteomiky a terminomiky.

Publikácia, “TermineR: Extrakcia informácií o endogénnom proteolytickom spracovaní z proteomických dát”, predstavuje nový bioinformatický rámec na analýzu endogénnej proteolýzy priamo zo štandardných súborov údajov hmotnostnej spektrometrie. V rámci validácie metódy autori porovnávali tri bežne používané techniky homogenizácie tkanív: šľahanie guličiek (Precellys), sonikáciu vo vani (Bioruptor) a ultrazvukovú sonikáciu na mikrotitračnej platni pomocou UIP400MTP.

Porovnateľné pokrytie proteómu bez umelej proteolýzy

Hlavným cieľom porovnávacej štúdie bolo posúdiť, či rôzne extrakčné metódy ovplyvňujú identifikáciu a kvantifikáciu semi špecifických peptidov, ktoré sú rozhodujúce pre štúdium endogénneho proteolytického spracovania. Výsledky ukazujú, že ultrazvuková extrakcia založená na UIP400MTP dosahuje pokrytie proteómu porovnateľné so zavedenými metódami mechanického rozrušovania, pričom sa zachováva konzistentný podiel úplne špecifických a pološpecifických peptidov.
Dôležité je, že tieto údaje dokazujú, že ultrazvuková sonikácia mikrotitračných platní s vysokým výkonom nespôsobuje umelé štiepenie proteínov, čo je častým problémom pri terminomike a semi špecifickej peptidovej analýze. To potvrdzuje, že UIP400MTP poskytuje účinné rozrušenie vzorky pri zachovaní biologicky významných proteolytických signatúr.

Kvantitatívna reprodukovateľnosť semi-specifických peptidov pri rôznych extrakčných metódach –
Pearsonove korelačné heatmapy log2-transformovaných intenzít semi špecifických peptidov porovnávajúce rôzne metódy extrakcie proteínov pre vzorky divokého typu (WT, vľavo) a knock-out (KO, vpravo). Vysoké korelačné koeficienty (zvyčajne ≥0,95) sa pozorujú medzi ultrazvukovou sonikáciou mikrotitračnej platne UIP400MTP, beatingom guličiek (Precellys®) a sonikáciou vo vani (Bioruptor®), čo dokazuje vynikajúcu kvantitatívnu zhodu. Tieto výsledky potvrdzujú, že ultrazvuková sonikácia na mikrotitračnej platni zachováva relatívne množstvá peptidov a je plne kompatibilná s kvantitatívnymi proteomickými a terminomickými analýzami.
Štúdia a grafika: ©Cosenza-Contreras et al. 2024

Vysoká reprodukovateľnosť v kvantitatívnej proteomike

Štúdia ďalej uvádza vysokú kvantitatívnu reprodukovateľnosť pri rôznych extrakčných metódach. Pearsonove korelačné analýzy intenzít peptidov odhalili silnú zhodu medzi vzorkami spracovanými pomocou UIP400MTP a vzorkami pripravenými pomocou guľôčkového šľahania alebo sonikácie vo vani, pričom korelačné koeficienty zvyčajne presahovali 0,95.
Tieto zistenia potvrdzujú, že ultrazvuková sonikácia mikrotitračných platní zachováva relatívne množstvo peptidov, vďaka čomu je vhodná na diferenciálnu proteomiku, multiplexovanie na báze TMT a štúdie zamerané na ochorenia, ktoré si vyžadujú presné kvantitatívne porovnania.

Počet identifikovaných peptidových prekurzorov podľa špecifickosti a metódy extrakcie
Porovnanie počtu identifikovaných peptidových prekurzorov klasifikovaných podľa enzymatickej špecifickosti (úplne špecifické, C-terminálne pološpecifické a N-terminálne pološpecifické) pri troch metódach extrakcie proteínov: šľahanie guľôčok (Precellys®), sonikácia vo vani (Bioruptor®) a ultrazvuková sonikácia na mikrotitračnej platni pomocou UIP400MTP. Údaje sú uvedené pre biologické replikáty zo vzoriek divokého typu (WT) a knock-out (KO) myších obličiek. Výsledky ukazujú porovnateľné pokrytie proteómu a podobné rozdelenie peptidových špecifík pri všetkých metódach extrakcie, čo naznačuje, že sonikácia mikrotitračnej platne na báze UIP400MTP poskytuje účinnú extrakciu proteínov bez zvýšenia nešpecifického proteolytického štiepenia.
Štúdia a grafika: ©Cosenza-Contreras et al. 2024

Umožnenie vysoko výkonných a štandardizovaných proteomických pracovných postupov

Kombináciou bezkontaktného dodávania ultrazvukovej energie s paralelným spracovaním celých 96-jamkových platní podporuje UIP400MTP vysoko výkonnú, štandardizovanú a automatizovanú prípravu vzoriek. V publikovanej štúdii bol systém úspešne integrovaný do pracovného postupu proteomiky s podporou DIA a značením TMT, ktorý bol použitý na myší model polycystického ochorenia obličiek.
Autori dospeli k záveru, že ultrazvuk na mikrotitračnej platni je plne kompatibilný s modernou strelnou proteomikou a umožňuje analýzu endogénnej proteolýzy bez potreby prácnych biochemických krokov obohacovania.

Záväzok k vedecky overeným riešeniam

“Zaradenie UIP400MTP do prísnej, recenzovanej porovnávacej štúdie zdôrazňuje, že Hielscher Ultrasonics’ záväzok poskytovať vedecky overené technológie prípravy vzoriek,” uviedol zástupca spoločnosti. “Nezávislá validácia v náročných proteomických pracovných postupoch je nevyhnutná pre laboratóriá, ktoré hľadajú robustné, reprodukovateľné a škálovateľné riešenia.”
Celá štúdia je k dispozícii ako publikácia s otvoreným prístupom v časopise Proteomics (DOI: 10.1002/pmic.202300491).

Informácie o sonikátore UIP400MTP s viacerými jamkami nájdete tu!