เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับไมโครเพลตผ่านการตรวจสอบความใช้ได้ในงานวิจัยโปรตีโอมิกส์ที่ผ่านการประเมินโดยผู้ทรงคุณวุฒิ

Hielscher Ultrasonics ประกาศว่าเครื่องโซนิเคเตอร์อัลตราโซนิกสำหรับไมโครเพลต UIP400MTP ของบริษัทได้ผ่านการตรวจสอบความใช้ได้อย่างสำเร็จในงานวิจัยโปรตีโอมิกส์เชิงเปรียบเทียบที่ผ่านการประเมินโดยผู้ทรงคุณวุฒิและตีพิมพ์ในวารสาร Proteomics (2024) งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าการเตรียมตัวอย่างในไมโครเพลตด้วยอัลตราซาวนด์ให้สารสกัดโปรตีนคุณภาพสูงที่ให้ผลทำซ้ำได้ และเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์กับกระบวนการช็อตกันโปรตีโอมิกส์และเทอร์มิโนมิกส์ขั้นสูง

บทความเรื่อง “TermineR: การสกัดข้อมูลเกี่ยวกับกระบวนการย่อยสลายโปรตีนที่เกิดขึ้นภายในจากข้อมูลช็อตกันโปรตีโอมิกส์” นำเสนอกรอบการวิเคราะห์ทางชีวสารสนเทศใหม่สำหรับการวิเคราะห์การสลายโปรตีนที่เกิดขึ้นภายในโดยตรงจากชุดข้อมูลแมสสเปกโทรเมทรีมาตรฐาน ในการตรวจสอบความใช้ได้ของวิธีการ ผู้เขียนได้เปรียบเทียบเทคนิคการทำให้เนื้อเยื่อเป็นเนื้อเดียวกันที่ใช้กันทั่วไปสามวิธี ได้แก่ การบดด้วยเม็ดบีด (Precellys) การโซนิเคตด้วยอ่างอัลตราโซนิก (Bioruptor) และการโซนิเคตไมโครเพลตด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ UIP400MTP

ความครอบคลุมของโปรตีโอมที่เทียบเคียงกันโดยไม่ก่อให้เกิดการสลายโปรตีนจากกระบวนการทดลอง

วัตถุประสงค์หลักประการหนึ่งของงานวิจัยเชิงเปรียบเทียบนี้คือการประเมินว่าวิธีการสกัดที่แตกต่างกันมีผลต่อการระบุชนิดและการหาปริมาณเปปไทด์กึ่งจำเพาะหรือไม่ ซึ่งเปปไทด์เหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการศึกษากระบวนการย่อยสลายโปรตีนที่เกิดขึ้นภายใน ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ UIP400MTP ให้ความครอบคลุมของโปรตีโอมที่เทียบเคียงได้กับวิธีการทำลายโครงสร้างตัวอย่างด้วยแรงเชิงกลที่ใช้กันเป็นมาตรฐาน พร้อมทั้งรักษาสัดส่วนของเปปไทด์ที่มีความจำเพาะสมบูรณ์และเปปไทด์กึ่งจำเพาะให้สม่ำเสมอ
ข้อมูลที่สำคัญแสดงให้เห็นว่าการโซนิเคตไมโครเพลตด้วยอัลตราซาวนด์กำลังสูงไม่ก่อให้เกิดการตัดโปรตีนจากกระบวนการทดลอง จึงตอบข้อกังวลที่พบได้ทั่วไปในการวิเคราะห์เทอร์มิโนมิกส์และเปปไทด์กึ่งจำเพาะ ผลนี้ยืนยันว่า UIP400MTP สามารถทำลายโครงสร้างตัวอย่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ พร้อมทั้งรักษาลักษณะเฉพาะของการสลายโปรตีนที่มีความหมายทางชีววิทยาไว้

ความสามารถในการทำซ้ำเชิงปริมาณของเปปไทด์กึ่งจำเพาะระหว่างวิธีการสกัดต่าง ๆ –
แผนภาพความร้อนของสหสัมพันธ์เพียร์สันของความเข้มสัญญาณเปปไทด์กึ่งจำเพาะที่แปลงด้วย log2 ซึ่งเปรียบเทียบวิธีการสกัดโปรตีนต่าง ๆ สำหรับตัวอย่างชนิดปกติ (WT, ซ้าย) และตัวอย่างที่ถูกน็อกเอาต์ยีน (KO, ขวา) พบค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์สูง (โดยทั่วไป ≥0.95) ระหว่างการโซนิเคตไมโครเพลตด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ UIP400MTP การบดด้วยเม็ดบีด (Precellys®) และการโซนิเคตด้วยอ่างอัลตราโซนิก (Bioruptor®) ซึ่งแสดงถึงความสอดคล้องเชิงปริมาณที่ดีเยี่ยม ผลเหล่านี้ยืนยันว่าการโซนิเคตในไมโครเพลตด้วยอัลตราซาวนด์รักษาปริมาณสัมพัทธ์ของเปปไทด์ไว้ และเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์กับการวิเคราะห์โปรตีโอมิกส์เชิงปริมาณและเทอร์มิโนมิกส์
งานวิจัยและภาพประกอบ: ©Cosenza-Contreras et al. 2024

ความสามารถในการทำซ้ำสูงในโปรตีโอมิกส์เชิงปริมาณ

งานวิจัยนี้ยังรายงานความสามารถในการทำซ้ำเชิงปริมาณสูงระหว่างวิธีการสกัดต่าง ๆ การวิเคราะห์สหสัมพันธ์เพียร์สันของความเข้มสัญญาณเปปไทด์แสดงให้เห็นความสอดคล้องสูงระหว่างตัวอย่างที่ผ่านการเตรียมด้วย UIP400MTP กับตัวอย่างที่เตรียมโดยการบดด้วยเม็ดบีดหรือการโซนิเคตด้วยอ่างอัลตราโซนิก โดยค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์มักสูงกว่า 0.95
ผลการศึกษาเหล่านี้ยืนยันว่าการโซนิเคตไมโครเพลตด้วยอัลตราซาวนด์รักษาปริมาณสัมพัทธ์ของเปปไทด์ไว้ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับโปรตีโอมิกส์เชิงเปรียบเทียบความแตกต่าง การวิเคราะห์หลายตัวอย่างพร้อมกันโดยใช้ TMT และการศึกษาที่มุ่งเน้นโรคซึ่งต้องการการเปรียบเทียบเชิงปริมาณที่แม่นยำ

จำนวนสารตั้งต้นของเปปไทด์ที่ระบุได้ จำแนกตามความจำเพาะและวิธีการสกัด
การเปรียบเทียบจำนวนสารตั้งต้นของเปปไทด์ที่ระบุได้ โดยจำแนกตามความจำเพาะต่อเอนไซม์ (จำเพาะสมบูรณ์ กึ่งจำเพาะที่ปลาย C และกึ่งจำเพาะที่ปลาย N) ระหว่างวิธีการสกัดโปรตีนสามวิธี ได้แก่ การบดด้วยเม็ดบีด (Precellys®) การโซนิเคตด้วยอ่างอัลตราโซนิก (Bioruptor®) และการโซนิเคตไมโครเพลตด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ UIP400MTP ข้อมูลที่แสดงมาจากตัวอย่างซ้ำทางชีวภาพของไตหนูชนิดปกติ (WT) และหนูที่ถูกน็อกเอาต์ยีน (KO) ผลการศึกษาแสดงให้เห็นความครอบคลุมของโปรตีโอมที่เทียบเคียงกันและการกระจายความจำเพาะของเปปไทด์ที่คล้ายคลึงกันในทุกวิธีการสกัด ซึ่งบ่งชี้ว่าการโซนิเคตไมโครเพลตโดยใช้ UIP400MTP ให้การสกัดโปรตีนที่มีประสิทธิภาพโดยไม่เพิ่มการตัดโปรตีนแบบไม่จำเพาะ
งานวิจัยและภาพประกอบ: ©Cosenza-Contreras et al. 2024


รองรับกระบวนการโปรตีโอมิกส์ที่ประมวลผลตัวอย่างได้จำนวนมากและเป็นมาตรฐาน

ด้วยการผสานการส่งพลังงานอัลตราโซนิกแบบไม่สัมผัสเข้ากับการประมวลผลพร้อมกันทั้งเพลต 96 หลุม UIP400MTP จึงรองรับการเตรียมตัวอย่างจำนวนมากอย่างเป็นมาตรฐานและเข้ากันได้กับระบบอัตโนมัติ ในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ ระบบนี้ได้รับการผสานเข้ากับกระบวนการโปรตีโอมิกส์ที่รองรับ DIA และติดฉลากด้วย TMT อย่างสำเร็จ โดยนำไปใช้กับแบบจำลองโรคไตถุงน้ำหลายใบในหนู
ผู้เขียนสรุปว่าการโซนิเคตไมโครเพลตด้วยอัลตราซาวนด์เข้ากันได้อย่างสมบูรณ์กับช็อตกันโปรตีโอมิกส์สมัยใหม่ และช่วยให้วิเคราะห์การสลายโปรตีนที่เกิดขึ้นภายในได้โดยไม่จำเป็นต้องมีขั้นตอนการเพิ่มความเข้มข้นของสารเป้าหมายทางชีวเคมีที่ใช้แรงงานมาก

ความมุ่งมั่นในการนำเสนอโซลูชันที่ผ่านการตรวจสอบความใช้ได้ทางวิทยาศาสตร์

“การนำ UIP400MTP มาใช้ในงานวิจัยเชิงเปรียบเทียบที่ดำเนินการอย่างเข้มงวดและผ่านการประเมินโดยผู้ทรงคุณวุฒิ ตอกย้ำความมุ่งมั่นของ Hielscher Ultrasonics ในการนำเสนอเทคโนโลยีการเตรียมตัวอย่างที่ผ่านการตรวจสอบความใช้ได้ทางวิทยาศาสตร์” ตัวแทนบริษัทกล่าว “การตรวจสอบความใช้ได้โดยหน่วยงานอิสระในกระบวนการโปรตีโอมิกส์ที่มีข้อกำหนดสูงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับห้องปฏิบัติการที่ต้องการโซลูชันที่มีความคงทน ให้ผลทำซ้ำได้ และรองรับการขยายขนาด”
งานวิจัยฉบับเต็มมีให้เข้าถึงแบบเปิดในวารสาร Proteomics (DOI: 10.1002/pmic.202300491).

ดูข้อมูลเกี่ยวกับเครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับเพลตหลายหลุม UIP400MTP ได้ที่นี่!