ASMS2020 賽默飛線上預(yù)熱講座集錦第三期：蛋白組學(xué)新技術(shù)與熱點(diǎn)

疫情并不能停止分析科學(xué)家們技術(shù)交流與分享，6月1-12日，質(zhì)譜界盛會(huì)—第68屆美國(guó)質(zhì)譜年會(huì)，在線上盛大舉行。在此之前，賽默飛舉辦了線上預(yù)熱講座，內(nèi)容涵蓋LC-MS新產(chǎn)品，以及蛋白組學(xué)、生物制藥、代謝組學(xué)等應(yīng)用方向，所有內(nèi)容現(xiàn)在仍可通過(guò)注冊(cè)進(jìn)行線上觀看。

上一期，與大家分享了Surequant靶標(biāo)定量新方法，這一期繼續(xù)與大家分享講座中涉及的蛋白組學(xué)新技術(shù)與熱點(diǎn)。

Prosit: 組學(xué)水平的深度學(xué)習(xí)譜圖預(yù)測(cè)

傳統(tǒng)的質(zhì)譜搜索引擎在匹配理論與實(shí)驗(yàn)譜圖（PSM）時(shí)，不考慮離子強(qiáng)度、碎裂能量等實(shí)驗(yàn)信息。而在DIA方法中，二級(jí)譜碎片離子強(qiáng)度以及母離子保留時(shí)間對(duì)匹配準(zhǔn)確性至關(guān)重要。來(lái)自德國(guó)慕尼黑大學(xué)的科學(xué)家Bernhard Kuster系統(tǒng)介紹了Prosit譜圖預(yù)測(cè)算法。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中高質(zhì)量質(zhì)譜數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，建立深度學(xué)習(xí)模型可以很好地預(yù)測(cè)二級(jí)譜圖以及保留時(shí)間等信息。

通過(guò)深度學(xué)習(xí)對(duì)碎片保留時(shí)間和離子強(qiáng)度進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。A, Prosit深度學(xué)習(xí)機(jī)制。B, Prosit用于預(yù)測(cè)碎片離子強(qiáng)度;  C, 碰撞能量校準(zhǔn)的碎片強(qiáng)度預(yù)測(cè)與實(shí)際肽段譜圖更接近（點(diǎn)擊查看大圖）

在DDA中用實(shí)驗(yàn)譜圖與預(yù)測(cè)譜圖進(jìn)行匹配打分，也可以大大提高對(duì)target肽段的檢出能力（FDR=1%），據(jù)Küster介紹，F(xiàn)DR會(huì)低10~100倍。作者在多個(gè)實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了Prosit對(duì)多肽二級(jí)譜以及保留時(shí)間的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，并展示這種預(yù)測(cè)能力極大地提高了搜索質(zhì)量，可以使傳統(tǒng)的target-decoy搜庫(kù)方法得到非常大的進(jìn)步。
 

Prosit深度學(xué)習(xí)機(jī)制提升DDA數(shù)據(jù)的解析結(jié)果。A, Prosit強(qiáng)度預(yù)測(cè)提高數(shù)據(jù)庫(kù)檢索的可信度；B，Prosit可以在宏蛋白質(zhì)組大數(shù)據(jù)搜索空間中實(shí)現(xiàn)更可靠的鑒定;  C，Prosit預(yù)測(cè)也適用于非胰酶酶切肽段尤其是單電荷肽段，提升對(duì)HLA peptide的解析結(jié)果。（點(diǎn)擊查看大圖）

傳統(tǒng)DIA在建立實(shí)驗(yàn)譜庫(kù)時(shí)往往要耗費(fèi)大量的質(zhì)譜時(shí)間，也不能涵蓋樣品中所有肽段的譜圖信息。作者希望通過(guò)Prosit深度學(xué)習(xí)機(jī)制可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)二級(jí)譜圖及保留時(shí)間，直接用于DIA的建庫(kù)，只需要提供理論肽段序列信息就可以構(gòu)建任何物種的譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)，可用于多個(gè)DIA以及Proteome Discoverer 2.5軟件分析。

Prosit深度學(xué)習(xí)機(jī)制用于DIA分析。A, Prosit可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)保留時(shí)間；B，Prosit與多個(gè)DIA分析軟件合作; C，Prosit也將可以在PD2.5軟件檢索流程中使用。（點(diǎn)擊查看大圖）

單細(xì)胞蛋白組學(xué)的“食譜”

01

單細(xì)胞分析的重要性

異質(zhì)性：常規(guī)蛋白組學(xué)一般為基于細(xì)胞群體的研究，這樣的常規(guī)分析不可避免會(huì)將大量細(xì)胞內(nèi)的信息平均化。而在腫瘤研究以及sheng殖發(fā)育等重要的生物學(xué)過(guò)程中都涉及異質(zhì)性。

樣品量受限的樣品：例如具有高活力和轉(zhuǎn)移潛能的CTC細(xì)胞（循環(huán)腫瘤細(xì)胞），外泌體，細(xì)針穿刺和活檢組織切片樣品等。

美夢(mèng)成真——單細(xì)胞蛋白組分析的進(jìn)化之路”，在此詳細(xì)討論講座中的單細(xì)胞獲取和如何提高樣品前處理方法易用性。

03

如何獲取單細(xì)胞

Ø  顯微操縱獲取單細(xì)胞
 

nanoPOTS芯片，與FACS（熒光激活細(xì)胞分選）以及LC-MS聯(lián)用用于單細(xì)胞蛋白組分析[2]。

Ø  激光捕獲顯微切割LCM
 

結(jié)合nanoPOTS樣品前處理平臺(tái)與LCM（激光捕獲顯微切割）的蛋白組成像[3]。

04

提高樣品前處理方法易用性

除了開(kāi)發(fā)樣品前處理方法之外，研究人員也希望通過(guò)提高前處理方法的易用性，可以將該方法推廣至更多的實(shí)驗(yàn)室。

Ø  適當(dāng)提高反應(yīng)體系，

應(yīng)用商品化的微量移液器

可將商品化的低成本移液機(jī)器人改造成可配置微量注射器，可用于nL級(jí)別的移液，并進(jìn)行后續(xù)的樣品前處理。

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