重大突破：史上首次定量檢測完整的人類蛋白質(zhì)組
日期：2016/9/7 11:13:39
在一項新的研究中，來自瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)和美國系統(tǒng)生物學(xué)研究所等機(jī)構(gòu)的研究人員開發(fā)出人類SRMAtlas(Human SRMAtlas)，即靶向識別和可重復(fù)地定量預(yù)測的人類蛋白質(zhì)組中所有蛋白質(zhì)的高度特異性質(zhì)譜檢測方法匯編目錄，包括許多剪接變異體、非同義突變和翻譯后修飾。利用一種被稱作選擇性反應(yīng)監(jiān)控(selected reaction monitoring, SRM)的技術(shù)，研究人員利用166174種已被充分了解的化學(xué)合成蛋白特征性肽(proteotypic peptide)開發(fā)出這些檢測方法。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2016年7月28日那期Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Human SRMAtlas: A Resource of Targeted Assays to Quantify the Complete Human Proteome”。論文第一作者為來自美國系統(tǒng)生物學(xué)研究所的Ulrike Kusebauch博士。論文通信作者為來自美國系統(tǒng)生物學(xué)研究所的Robert Moritz教授和來自瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的Ruedi Aebersold。
SRMAtlas資源在http://www.srmatlas.org網(wǎng)站上可以免費(fèi)獲取，將有助于公平地開展重點(diǎn)的、假設(shè)驅(qū)動的和大型蛋白質(zhì)組規(guī)模的研究。研究人員期待這一資源將極大地加快基于蛋白質(zhì)的實驗室生物學(xué)發(fā)展從而有助理解疾病轉(zhuǎn)化和健康軌跡，這是因為如今在理論上能夠鑒定和定量檢測出任何樣品中的任何人類蛋白。
能夠可靠地和可重復(fù)性地檢測任何組織或細(xì)胞類型的人類蛋白質(zhì)組中的任何一種蛋白在理解系統(tǒng)層次的性質(zhì)以及正常生理下和患病時的特異性途徑方面引發(fā)變革。在Moritz教授實驗室中，研究團(tuán)隊能夠利用SRM方法產(chǎn)生并驗證了一種由高度特異性地靶向蛋白質(zhì)組檢測方法組成的匯編目錄，而且通過這種廣泛獲取的、靈敏的和強(qiáng)健的靶向質(zhì)譜方法SRM，能夠定量檢測20,277種已被標(biāo)注的人類蛋白中的99.7%。這種人類SRMAtlas提供明確的檢測坐標(biāo)來確定性地鑒別生物樣品中蛋白質(zhì)特征性的肽。
盡管2003年，人們成功地了完成人類基因組計劃(Human Genome Project)，構(gòu)建出所有人類基因的目錄，但是大多數(shù)蛋白質(zhì)研究仍然聚焦在在繪制出人類基因組圖譜之前科學(xué)家們研究的蛋白中相對較小的一部分蛋白上。若要超越這種停滯不前的蛋白質(zhì)-基因組學(xué)研究方法，就應(yīng)需要為幾乎每種人類蛋白開發(fā)高度特異性的檢測方法。利用人類SRMAtlas等資源，測量任何一種人類蛋白質(zhì)的前景如今變成現(xiàn)實。如今，人類SRMAtlas提供已經(jīng)過驗證的質(zhì)譜檢測方法，這些檢測方法是基于一種統(tǒng)一的一致的檢測人類蛋白質(zhì)組中幾乎每種蛋白的過程開發(fā)出的SRM技術(shù)而開發(fā)的。這些檢測方法可快速地用于系統(tǒng)生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)研究中以便高度靈敏地和高度選擇性地鑒定和定量檢測任何一種人類蛋白，以及指導(dǎo)完整的蛋白質(zhì)圖譜繪制來了解它們的生物學(xué)功能。
個人化醫(yī)學(xué)獎依賴于分子特征來監(jiān)控人們的健康狀態(tài)，提供信號來鑒定健康軌跡發(fā)生的變化，以及首先在臨床試驗隨后在臨床實踐中提供信息來讓合適的患者匹配正確的藥物。這種人類SRMAtlas計劃穩(wěn)步地將蛋白組學(xué)推到前沿，并且為蛋白質(zhì)組學(xué)在癌癥登月計劃(Cancer Moonshot)中發(fā)揮較大的作用添磚加瓦。
