告別質譜分析？新一代蛋白質測序方法誕生

德克薩斯大學奧斯汀分校研究人員發明了一種新技術，希望將蛋白質測序變得像 DNA 測序一樣靈敏、快捷。

一種鑒定單個蛋白質中氨基酸序列（又稱蛋白質測序）的超靈敏新方法可以加速癌症和其他疾病的生物標誌物研究。圖片來源：David Steadman，德克薩斯大學奧斯汀分校

撰文 UNIVERSITY OF TEXAS AT AUSTIN

翻譯 小勺

審校 柳寒石

編輯 戚譯引

德克薩斯大學奧斯汀分校（The University of Texas at Austin）的一個研究小組展示了一種比現有技術更靈敏的蛋白質測序新方法，能夠識別單個蛋白質分子，而不再一次需要數百萬個分子。這一進展可能對生物醫學研究產生重大影響，使得開發用於癌症和其他疾病診斷的新的生物標誌物更加容易，並增強我們對健康細胞如何發揮功能的理解。

該研究小組 10 月 22 日在《自然·生物技術》（Nature Biotechnology）雜誌上發表了他們的概念驗證性研究結果。

分子生物學教授、新技術發明人之一 Edward Marcotte 說：「我們基本上創造了一種類似 DNA 測序的技術來研究蛋白質（序列）。」

當六年多以前這個項目啟動的時候，Marcotte 和他的同事們最初設想的方法是把二代基因測序技術應用於蛋白質測序。二代基因測序技術使得任何生物的全基因組測序變得快速、準確、經濟實惠，不僅加速了生物研究，也讓我們所有人都可以在家進行基因檢測，了解自己的祖源和疾病風險。

先前基因檢測方面的技術進步幫助我們快速而全面地了解了人類健康相關的成千上萬個基因，而該項新技術以同樣的方式揭開了成千上萬種蛋白質的奧秘。在癌症、阿爾茨海默症、心力衰竭和糖尿病等許多疾病中，細胞產生的蛋白質等物質可以充當類似於指紋的獨特的生物標誌物，更好地檢測這些生物標誌物能夠幫助研究人員了解疾病成因，也能為患者提供更早、更準確的診斷。

目前蛋白質測序的實驗室標準是使用一種叫做質譜分析的工具，在許多應用上靈敏度不夠高——它需要大約一百萬份同樣的拷貝才能檢測到蛋白質。而且這種方法通量比較低，也就是說它在一個樣本中只能檢測出幾千種不同的蛋白質。

如今，利用這種叫做單分子熒光測序（single molecule fluorosequencing）的新方法，研究人員可以對一個樣本中數百萬個單獨的蛋白質分子同時進行測序。Marcotte 相信隨著未來的改進，可以將檢測上限提高到數十億蛋白分子。與現有技術相比，該方法具有更高的通量和靈敏度，因此可以更好地檢測疾病的生物標誌物，還可能提供一種全新的方式研究癌症等問題。例如，研究人員可以逐個觀察細胞，以了解腫瘤如何從一小群相同的細胞演變成一群遺傳分化的、各具優劣勢的細胞。這些研究將為開發治療癌症的新方法提供思路。

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