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重大突破:“植物蛋白质组学”样品制备新技术来了!

更新时间:2025-12-04       点击次数:146
重大突破:“植物蛋白质组学
导读

针对传统方法的痛点,特拉华大学的研究团队开发出一种基于“滤膜上细胞内(OFIC)"的蛋白质组学样品制备新技术。这种方法最大的创新在于——无需破碎组织细胞,直接在完整细胞内完成蛋白质酶解。

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OFIC样品制备技术的核心原理



该样品制备技术的核心原理其实很简单:

  • 甲醇固定:用甲醇将植物组织(如叶片、花粉)固定到E3或E4 Tips/Filter中的膜上,同时细胞膜变得通透,细胞内蛋白质凝固,这一步使得后续加入的还原、烷基化、酶解试剂进入细胞内部;

  • 滤膜上处理:在E3或E4 Tips/Filter中的滤膜上完成蛋白质的还原、烷基化和酶解;

  • 质谱检测:酶解后的肽段通过洗脱、脱盐后,即可进行LC-MS/MS分析,无需额外的复杂步骤。

整个流程实现了 “单容器操作",不仅省去了机械破碎细胞的过程,还将样本处理时间从传统的数小时缩短到24小时内(其中大部分是酶解的等待时间,实际操作时间仅需1-2小时)。

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数据说话:新方法的优势到底有多突出?



为了验证 “细胞内蛋白质组学" 样本处理技术的优势,研究团队以拟南芥、本氏烟草、玉米、高粱等种类植物为研究对象,将其与传统的SDS裂解、TFA裂解方法行了全面对比。结果令人惊喜,新技术的表现远超预期!

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重大突破:“植物蛋白质组学

蛋白质鉴定深度更高、定量准确性和重复性更好

在叶片样本分析中,OFIC样本处理技术通过单次LC-MS/MS分析,就能从拟南芥叶片中鉴定出约9600种蛋白质,玉米叶片中鉴定出8600种蛋白质,本氏烟草叶片中更是鉴定出12000种蛋白质——这样的分析结果远超传统SDS裂解方法(通常单次分析仅能鉴定出5000-7000种蛋白质)。

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分析结果显示,OFIC技术的蛋白质组定量分析变异系数(CV)仅为15%左右,样本间的皮尔逊相关系数接近0.97,远优于传统SDS裂解方法(CV约20%,相关系数0.92)和TFA裂解方法(CV约30%,相关系数0.85)。这意味着新技术能更精准地捕捉样本间的蛋白质表达差异,为后续的差异表达分析提供更可靠的数据基础。

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对于更难处理的花粉样本,新方法同样表现出色:仅需1/10朵本氏烟草花的花粉,或2朵拟南芥花的花粉,就能分别鉴定出8500种和6400种蛋白质,而传统方法往往需要大量花粉才能完成分析,且蛋白质鉴定数量不足5000种。

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传统方法处理植物叶片通常需要至少100mg的新鲜组织,而OFIC新方法仅需1/4片叶片(约25mg)就能完成分析;对于花粉这类微量样本,新方法的优势更为明显——仅需微量花粉就能满足实验需求,解决了珍稀样本样本量少难以分析的困难。

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未来可期:让植物蛋白质组学“飞入寻常实验室"



“细胞内蛋白质组学"样本处理技术的出现,不仅解决了传统方法的诸多痛点,还大大降低了蛋白质组学样本处理的技术门槛。研究团队表示,这种方法还可应用于其他植物组织或其他类型蛋白质组学样本。





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