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新技術提供探測單個分子的新方法 助了解疾病、感染與疫苗

來源 : 亞洲健康互聯海外中心
update : 2020/03/03
蛋白質或病毒樣顆粒的單分子,圍繞市售的Orbitrap分析儀旋轉,以確定其確切質。圖片來源:西北大學

西北大學開發的一項新技術現在可以精確地測量直到原子的蛋白質,從而為科學家提供了一些清晰度。

強大的新方法稱為個體離子質譜法(individual ion mass spectrometryI2MS),可以確定各種完整蛋白的精確質量。它在單個基礎上稱重每個分子。這種能力有望幫助人們了解疾病和感染,並加快針對冠狀病毒等致命病毒的疫苗設計。

32日,研究人員在《自然方法》(Nature Methods)雜誌,以「單個離子的多重質譜法改善了蛋白形式及其複合物的測量」為題,發表了這種從根本上衡量蛋白質單個分子,或其組裝體(例如完整病毒)新方法的詳細資訊。

研究人員表明,他們的方法使用市售的Orbitrap質量分析儀系統,可以用於完整蛋白質的超複雜混合物,甚至可以在其中攜帶多種荷重的整個病毒顆粒上使用。這種強大的功能和多功能性,將使分子精度的新一波浪潮席捲整個疫苗學、病毒學、神經退化性斑塊,和疾病生物學的各種問題。

領導這項研究的尼爾·凱勒赫說:「隨著時間的流逝,快速表徵病毒及其傳染性荷重的數量,可能有助於科學家了解正在發生的突變。」

「無論是直接表徵不同的病毒株或分析不同的疫苗配方,我們的新技術現在都可以直接部署在這些含蛋白質的樣品上,以應對當今最緊迫的挑戰。」

溫伯格藝術與科學學院教授凱萊赫說,這項技術將幫助科學家進一步了解病毒衣殼的組成,以及衣殼內的傳染性荷重。由於研究人員可以一次分析少數單個病毒顆粒,因此他們可以提取有關每個顆粒中精確變異的資訊。

該研究的第一作者賈里德·卡法德說:「許多研究小組正在研究裝滿貨物的病毒衣殼,作為向病人提供救生藥物的一種手段。我們的技術提供了一種實用的方法,來確定貨物中是否包含正確的藥物,或查明每個病毒顆粒中的實際成分。」

最近在《蛋白質組研究雜誌》上發表的一項相關研究,將I2MS的分析擴展到完整物種的碎片化。研究人員說,透過將完整的蛋白質片段化,可以確定有關蛋白質修飾或突變位置的重要資訊。這些修飾對於理解蛋白質如何在癌症患者中,改變或突變具有意義。