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Orbitrap 技术

 

Orbitrap 技术发展至今,凭借其卓越的分辨率、灵敏度、多项创新技术等“硬实力”,圈“粉”无数,平均每小时就有一篇文章问世,也逐渐成为全球科学家实现世界顶级科研突破的有力伙伴。

今天就让我们来一探全球顶尖 PI 近年发表的文章和技术成果,看看 Orbitrap 技术如何助力顶级研究实现突破。

 

1. Matthias Mann:助力跨物种蛋白质组学研究实现突破

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前沿概览

蛋白质承载着绝大多数的生命功能,但由于技术局限,蛋白质组学的大规模研究不及基因组研究深入。尽管基于质谱的蛋白质组学的不断进步使得人类蛋白质组的鉴定和定量化越来越广泛,然而与基因组不同的是,蛋白组对于跨物种间研究却鲜有报道,德国马普所的Matthias Mann 团队分析了100个物种,并将经过实验验证的蛋白质数量增加了一倍,为跨物种蛋白质组学研究奠定了宝贵的数据基础。

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亮点介绍:

作者为了收集生命树中具有代表性的多种生物,考虑了组装基因组序列的可用性和培养或组织材料的可及性以及常见的模式生物,最终选择了19种古菌,49种细菌,32种真核生物,共100种不同的物种,此外,还添加了14种病毒。利用In-StageTip(iST)蛋白提取流程,并使用均匀有序、静态固定的微米级柱结构取代C18覆盖的磁珠,提高了实验的重现性。

 

研究者通过这一标准化方式联合Q Exactive HF-X高分辨质谱仪,在100种生物中鉴定出349,164种可以通过其被鉴定到的肽区分开的蛋白质。这些蛋白质组涵盖了1,136,558个条目,数据大大增加了经过实验验证的蛋白质的数量,不仅如此,还发现了许多以前未知的蛋白质。

 

2. Matthias Mann & Florian H. Heidel:助力探寻肿瘤持久性机制,筛选关键药物靶点

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前沿概览

Janus激酶(JAKs)介导对造血细胞中细胞因子,激素和生长因子的反应。JAK2对造血细胞的发育至关重要,其突变是衰老过程中非常常见的现象,并导致人体容易患上诸如骨髓增生性肿瘤(MPN)等癌症。尽管用JAK抑制剂的治疗方法降低了MPN的炎性活性和其过度增殖,但JAK2突变仍然存在,削弱了该方法的临床实用性。

 

Mann团队通过深入的磷酸化蛋白质组分析,结合RNAi筛选,发现JAK2翻译后修饰的下游靶点,进而对疾病持久性的机制进行了深入研究,机制研究发现YBX1受JAK2的磷酸化调控。基于高分辨质谱的磷酸化蛋白质组学联合代谢通路分析,为改善JAK2突变肿瘤治疗效果提供后续用药指导。

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3. Matthias Mann & Jonathan S Weissman:助力功能性微蛋白/微肽研究

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前沿概览

美国加州大学旧金山分校Weissman团队和Matthias Mann团队联合MS质谱、Ribosome profiling、CRISPR等多种技术深入研究上游开放阅读框ORF中编码的一系列功能重要的人类微蛋白microproteins (亦称为微肽micropeptides),并探究了它们在细胞中起到的至关重要的作用,这一开创性成果发表在Science上。

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在文中研究者利用诱导多能干细胞iPSCs和人类白细胞抗原I类(HLA-I)肽组学中基于质谱MS的蛋白质组学证实了数百个非经典编码序列(CDS)肽的稳定表达。HLA-I肽组学鉴定出了240个微肽,表明这些肽进入了HLA-I途径,可能参与了抗原库和可能的免疫原性。总之,研究者表述了一种结合核糖体印迹测序、基于质谱的蛋白质组学和基于CRISPR的遗传学筛查的策略,突显了功能性哺乳动物蛋白质组以前未知的复杂性,以及HLA系统呈递的抗原的全谱图。

 

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参考文献:

[1] The proteome landscape of the kingdoms of life. Nature. 2020 Jun;582(7813):592-596.

[2] Splicing factor YBX1 mediates persistence of JAK2-mutated neoplasms. Nature. 2020 Dec;588(7836):157-163.

[3] Pervasive functional translation of noncanonical human open reading frames. Science. 2020 Mar 6;367(6482):1140-1146.

 

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