Mapping sterols in a marine flatworm-algae-system using MALDI-2 TIMS MS-imaging
Aplikace | 2021 | BrukerInstrumentace
Studium transferu a prostorové distribuce sterolů v mořských symbiózách nabízí jedinečný vhled do metabolických interakcí mezi hostitelem a řasami. Waminoa sp., ploštěnka žijící ve spojení s dinoflageláty Symbiodiniaceae a Amphidinium, představuje modelový systém pro mapování těchto lipidů. Získané poznatky mohou přispět k porozumění energetickému a strukturálnímu využití sterolů v symbióze.
Cílem bylo aplikovat pokročilou techniku MALDI-2 TIMS MS‐imaging pro detekci, oddělení a zobrazení více než 30 různých sterolových druhů v tenkých řezech Waminoa sp. Současně autoři usilovali o vyhodnocení prostorových vzorců akumulace sterolů a jejich korelaci s anatomií hostitele a lokalizací řas.
Vzorky Waminoa sp. byly zakonzervovány v matrici 5% 2-hydroxyethylcelulózy/10% želatiny a kryosekčního tloušťky 14 μm. Matrice 2,5-dihydroxyacetofenonu byla nanesena sublimací (236 ± 34 μg/cm2). Snímky byly vytvářeny na upraveném přístroji timsTOF fleX vybaveném laserovou post‐ionizací MALDI-2 (266 nm, 1 kHz) a modulárním trapovaným iontovým mobilitním separátorem (TIMS). Pixel size 5 μm umožnil téměř buněčné rozlišení. Spektrální rozsah m/z 250–655 (s TIMS) či 300–1000 (bez TIMS); mobilitní rozmezí 1/k0 0,6–1,6 s rampovacím časem 659 ms.
Metoda umožnila detekci 32 sterolových signatur s vysokým poměrem signál/šum, z nichž většina vykazovala charakteristický „roztažený“ profil v mobilitní dimenzi. Cholesterol, stigmasterol a saringosterol měly odlišné prostorové rozložení: cholesterol byl rovnoměrný, zatímco stigmasterol se kumuloval v oblasti syncytiového střeva a gonád a saringosterol vykazoval mírnou depleci ve vnějším obvodu. Další signály korigovaly morfologii hostitele (fosfolipidy) a lokalizaci řas (chlorofylové fragmenty).
Vývoj směrem k ještě vyššímu rozlišení a rychlosti měření může umožnit dynamické sledování metabolických toků v živém vzorku. Rozšíření spektra analyzovatelných sloučenin a integrace s dalšími zobrazovacími modalitami (např. fluorescenční či konfokální mikroskopie) slibuje komplexnější zkoumání symbiotických systémů.
Studie prokázala, že kombinace MALDI-2 a TIMS MS‐imaging je vysoce efektivní pro mapování různorodých sterolů v symbiotických plazmách bez nutnosti derivatizace. Zjištěné prostorové rozdíly naznačují selektivní využití sterolů hostitelem a otevírají nové otázky ohledně jejich biologické funkce v symbióze.
MALDI, MS Imaging, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceBruker
Souhrn
Význam tématu
Studium transferu a prostorové distribuce sterolů v mořských symbiózách nabízí jedinečný vhled do metabolických interakcí mezi hostitelem a řasami. Waminoa sp., ploštěnka žijící ve spojení s dinoflageláty Symbiodiniaceae a Amphidinium, představuje modelový systém pro mapování těchto lipidů. Získané poznatky mohou přispět k porozumění energetickému a strukturálnímu využití sterolů v symbióze.
Cíle a přehled studie
Cílem bylo aplikovat pokročilou techniku MALDI-2 TIMS MS‐imaging pro detekci, oddělení a zobrazení více než 30 různých sterolových druhů v tenkých řezech Waminoa sp. Současně autoři usilovali o vyhodnocení prostorových vzorců akumulace sterolů a jejich korelaci s anatomií hostitele a lokalizací řas.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky Waminoa sp. byly zakonzervovány v matrici 5% 2-hydroxyethylcelulózy/10% želatiny a kryosekčního tloušťky 14 μm. Matrice 2,5-dihydroxyacetofenonu byla nanesena sublimací (236 ± 34 μg/cm2). Snímky byly vytvářeny na upraveném přístroji timsTOF fleX vybaveném laserovou post‐ionizací MALDI-2 (266 nm, 1 kHz) a modulárním trapovaným iontovým mobilitním separátorem (TIMS). Pixel size 5 μm umožnil téměř buněčné rozlišení. Spektrální rozsah m/z 250–655 (s TIMS) či 300–1000 (bez TIMS); mobilitní rozmezí 1/k0 0,6–1,6 s rampovacím časem 659 ms.
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda umožnila detekci 32 sterolových signatur s vysokým poměrem signál/šum, z nichž většina vykazovala charakteristický „roztažený“ profil v mobilitní dimenzi. Cholesterol, stigmasterol a saringosterol měly odlišné prostorové rozložení: cholesterol byl rovnoměrný, zatímco stigmasterol se kumuloval v oblasti syncytiového střeva a gonád a saringosterol vykazoval mírnou depleci ve vnějším obvodu. Další signály korigovaly morfologii hostitele (fosfolipidy) a lokalizaci řas (chlorofylové fragmenty).
Přínosy a praktické využití metody
- Vysoká citlivost a prostorové rozlišení bez chemické derivatizace.
- Možnost současného zobrazení sterolů, fosfolipidů a pigmentů.
- Podpora při identifikaci isobarických druhů díky TIMS.
Budoucí trendy a možnosti využití
Vývoj směrem k ještě vyššímu rozlišení a rychlosti měření může umožnit dynamické sledování metabolických toků v živém vzorku. Rozšíření spektra analyzovatelných sloučenin a integrace s dalšími zobrazovacími modalitami (např. fluorescenční či konfokální mikroskopie) slibuje komplexnější zkoumání symbiotických systémů.
Závěr
Studie prokázala, že kombinace MALDI-2 a TIMS MS‐imaging je vysoce efektivní pro mapování různorodých sterolů v symbiotických plazmách bez nutnosti derivatizace. Zjištěné prostorové rozdíly naznačují selektivní využití sterolů hostitelem a otevírají nové otázky ohledně jejich biologické funkce v symbióze.
Reference
- Soltwisch M. et al., Science, 2015, 348:211–215.
- Soltwisch M. et al., Analytical Chemistry, 2020, 92:8697–8703.
- Bien T. et al., Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2020, in press.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
CCS-aware SpatialOMx® enables highly confident and automatic lipid annotations with regiospecific context
2021|Bruker|Aplikace
Intensity (arb. unit) 132% 0% 100% PS 38:1 m/z 816.5747 ± 0.0122 1/K0 1.433 ± 0.01 Intensity (arb. unit) Mobility [1/K0] 136% 0% 100% PE 20:1_22:6 m/z 816.5517 ± 0.0122 1/K0 1.404 ± 0.01 m/z 1 mm CCS-aware SpatialOMx® enables…
Klíčová slova
ccs, ccsmaldi, maldispatialomx, spatialomximaging, imagingaware, awareannotation, annotationmobility, mobilitytims, timsannotated, annotatedannotations, annotationspasef, pasefbucket, bucketlipid, lipidsegmentation, segmentationlipids
MALDI-2 for enhanced in situ N-glycan analysis
2020|Bruker|Aplikace
MALDI-2 for enhanced in situ N-glycan analysis N-glycans are important players in a variety of pathologies including different types of cancer, (auto)immune diseases, and also viral infections. Abstract Matrix-assisted laser desorption/ ionization mass spectrometry (MALDI-MS) is an important tool for…
Klíčová slova
glycans, glycansmaldi, malditissue, tissueglycan, glycantimstof, timstofmsi, msiexpression, expressionsections, sectionslaser, laserion, ioncerebellum, cerebellumstructural, structuraldistributions, distributionsisd, isdsensitivity
MALDI Mass Spectrometry Imaging Reveals Distinct Spatio-Molecular Phospholipid Distributions in Mouse Lungs
2020|Bruker|Aplikace
MALDI Mass Spectrometry Imaging Reveals Distinct Spatio-Molecular Phospholipid Distributions in Mouse Lungs While phospholipids play key roles in lung physiology and pathology, the complex composition and function of the lipidome in the lungs is poorly understood. We applied MALDI mass…
Klíčová slova
imaging, imagingtissue, tissuelungs, lungsimages, imagesmaldi, maldiphospholipids, phospholipidsdistributions, distributionslung, lungwere, wereion, ionnegative, negativepositive, positivescils, scilsspatial, spatialbruker
Imaging venom peptides and proteins at high mass resolution, high lateral resolution and high speed using the timsTOF fleX
2020|Bruker|Aplikace
Imaging venom peptides and proteins at high mass resolution, high lateral resolution and high speed using the timsTOF fleX Understanding how animals produce and store these venoms provides new insight into the ecology and evolution of proteins and protein-secreting tissues,…
Klíčová slova
venom, venomintensity, intensityspatial, spatialvenoms, venomstimstof, timstofflex, flexpeptides, peptidesmass, massrelative, relativemaldi, maldiproteins, proteinsgland, glandcentipede, centipedecompartmentalisation, compartmentalisationmsi