タンパク質識別技術の進展

最近の質量分析法の改善によって、一般的なヒト細胞サンプルの中から一度で1万以上のタンパク質を特定できるようになったんだ。これは大きな前進で、通常のヒト細胞には約1万2000種類のmRNAが含まれているからね。目標は、一回の分析でできるだけ多くのタンパク質を検出することなんだ。

ある注目すべき研究では、質量分析計を使ってHEK293Tという特定のヒト細胞から約1万2000のタンパク質を特定したんだ。これらのタンパク質は細胞のシグナル伝達に重要で、研究にとって価値があるんだよ。だから、低発現タンパク質を簡単に観察できることはすごく重要なんだ。

今日、2台の先進的な質量分析計が一度の分析で1万2000以上のタンパク質を特定できると期待されているんだ。一台は高速度、高解像度、感度に優れていて、さまざまなタンパク質をキャッチするのに役立つんだ。一方で、もう一台はイオンを分離して分析の深さを新しい技術で向上させることに焦点を当てているよ。

さらに、タンパク質分析をさらに改善するための新しい方法も探求されているけど、これらの新しい装置を使った深いプロテオームの分析に関してはあまり報告がないんだ。

#液体クロマトグラフィーの重要性

液体クロマトグラフィー（LC）のセットアップの仕方が、タンパク質特定の改善に重要な役割を果たしてるんだ。より良いクロマトグラフィーによってサンプルの複雑さが減って、より多くのペプチドが検出できるようになるんだ。これを改善する簡単な方法の一つは、小さい粒子で満たされた長いカラムを使うことなんだ。このアプローチは圧力を高めることがあるけど、タンパク質特定を向上させるためには重要なんだよ。

この研究では、まだ十分に研究されていない特定の質量分析法を使って1万2000以上のタンパク質を検出することを目指していたんだ。研究者たちはまず、深層プロテオミクスのパラメータを最適化する方法を調べて、特定の検出に重要な領域に焦点を当てた新しい方法を開発したんだ。

次に、長いクロマトグラフィーのカラムを使って、ヒト細胞サンプルからほぼ1万2000種のユニークなタンパク質を成功裏に検出したんだ。さらに、血漿や血清を特別な濃縮法で分析して、何千ものユニークなタンパク質を特定したよ。

#実験手順

#細胞培養とタンパク質抽出

HEK293T細胞は特定の条件下で育てられ、その後分析のために取り外されたんだ。洗浄した後、これらの細胞はさらに使用するまで冷凍されてた。細胞内のタンパク質は特別なバッファーを使って抽出され、その後濃度を測定するために処理されたよ。

#血漿と血清の準備

血清と血漿サンプルは、低濃度のタンパク質を濃縮するためのユニークな方法で処理されたんだ。この処理では、タンパク質を捕らえることができる特定の粒子を加え、その後洗浄と抽出が行われたよ。この方法は効率を高めるために自動化されてた。

#タンパク質消化

タンパク質サンプルは特定の技術を用いて洗浄と消化のプロセスを経たんだ。これは、特別な磁性粒子と混ぜることでタンパク質を分離して、その後小さな断片に消化してより簡単に分析できるようにするというものだったよ。

#ナノLC-MS/MSによる分析

小さなタンパク質の断片は、2種類のクロマトグラフィーのカラムを使って分離されるシステムに注入されたんだ。それから質量分析法を用いて分析され、サンプル内のさまざまなタンパク質を識別するための質量と電荷のデータが収集されたよ。

#異なる技術の比較

タンパク質分析に使われた2つの異なる方法を比較したんだ。一つは広範囲のイオンをターゲットにして、もう一つはタンパク質が存在しやすい狭い領域に焦点を当てていたんだ。2番目の方法は、タンパク質と前駆体の特定が増え、より効果的だと証明されたんだ。

#長いクロマトグラフィーカラムの利用

研究チームは、深い分析を実現するために長いクロマトグラフィーのカラムを使用したんだ。結果は、長いカラムを使用するとサンプル内のタンパク質の特定数が改善されることを示してた。特定の負荷量が最良の結果を得るために最適だと判断されたんだ。

同じサンプルを何回も測定したときに高い再現性が得られ、使用した方法の信頼性が確認されたよ。異なる細胞タイプで特定されたタンパク質の平均数も印象的で、この深層プロテオーム分析システムの高性能が裏付けられたんだ。

#血漿と血清プロテオームの深い分析

改善された方法を血漿と血清サンプルの分析に適用したんだ。2つの異なる前処理法が使われ、その結果、1つの方法が他の方法よりもタンパク質を特定するのに優れていることが示されたんだ。実際、より感度の高い方法は他の方法に比べて2倍以上のタンパク質を検出したことが分かったよ。

面白いことに、感度の高い方法を使ったときに血漿中で見つかったタンパク質は血清中よりもずっと多かったことが分かり、微量タンパク質を捕まえるのに効果的であることが示されたんだ。以前の研究では、これらのタンパク質を濃縮するために別のアプローチが最適とされていたけど、新しい方法はより良い結果をもたらすことが分かったよ。

一度の分析で約8500の血漿タンパク質が特定されたんだ。二つの異なる方法を比較すると、新しいアプローチは特にFDAに承認された薬に関連する特定のタンパク質を検出するのに大きな利点があったんだ。

現在の血漿や血清の分析方法は、処理されたサンプルの数に重点を置くことが多いけど、特定の疾患、特に希少疾患に関しては、貴重な情報を集めるために深い分析を行うことが本当に大切なんだ。

#結論

特定のタンパク質領域だけをターゲットにした新しい方法の開発によって、研究者たちは一般的なヒト細胞から一度の分析で1万2000ものタンパク質を特定できるようになったんだ。長いクロマトグラフィーカラムを使うことで、タンパク質の特定がさらに改善されたよ。統合されたシステムは、血液サンプルの分析で成功を収め、一度の分析で何千ものユニークなタンパク質を得ることができたんだ。

この研究はプロテオミクスの分野における重要な進展を示していて、新しいバイオマーカーの発見やさまざまな疾患の理解に必要なツールを提供しているんだ。速さだけでなく深さに焦点を当てることで、将来のプロテオミクス研究に貴重なアプローチを提供しているよ。