Featuring Thermo Scientific Orbitrap Fusion Tribrid Mass Spectrometers

Význam tématu

Data-independent acquisition (DIA) v kombinaci s vysokým rozlišením Orbitrap Fusion Tribrid hmotnostních spektrometrů představuje moderní a univerzální přístup k hluboké a kvantitativní analýze proteomů. Umožňuje komplexní profilování proteinu v různých biologických matricích, identifikaci post-translačních modifikací i objev nových biomarkerů s vysokou reprodukovatelností a citlivostí.

Cíle a přehled studie / článku

Tento přehled shrnuje klíčové publikace využívající DIA proteomiku na Thermo Scientific Orbitrap Fusion Tribrid systémech. Cílem je demonstrovat metodické variace (např. library-free analýzy, paralelní monitorování reakcí, ETD/EThcD fragmentace) a jejich praktické aplikace v oblasti proteomiky, epigenetiky, onkologie, mikrobiologie i plant proteomiky.

Použitá metodika a instrumentace

Většina studií využívá následující instrumentální komponenty a postupy:

• Thermo Scientific Orbitrap Fusion Tribrid Mass Spectrometer – vysoce přesné měření iontů MS1 i MS2.
• Data-independent acquisition (DIA) – systematické rozdělení spektrálních oken pro úplné zachycení fragmentů.
• HCD (higher-energy collisional dissociation) a ETD/EThcD pro mapování post-translačních modifikací.
• Spectral-library-free i spektrové knihovny podporované přístupy.
• Paralelní monitorování reakcí (PRM) pro cílenou kvantifikaci biomarkerů.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýzy prokázaly:

• Rozšířené pokrytí proteomů v buňkách, tkáních i tělních tekutinách (např. FFPE biopsie, sérové vzorky).
• Citlivou detekci a kvantifikaci post-translačních modifikací, včetně fosforylace, glykozylace a acetylace histonů.
• Dynamické sledování proteomových změn během onkologické transformace, virových infekcí či stresových reakcí rostlin.
• Objev a validaci nových biomarkerů pro diagnostiku (rakovina vaječníků, diabetická retinopatie, onemocnění jater).
• Využití více-omics integrace pro komplexní popis buněčných drah a mechanismů rezistence (např. paclitaxelová rezistence v nádorových buňkách).

Přínosy a praktické využití metody

DIA proteomika na Orbitrap Fusion přináší:

• Vyšší reproducibilitu a kvantitativní spolehlivost napříč experimenty.
• Možnost multiplexních měření pro vysokopropustné studie biomarkerů.
• Efektivní workflow bez nutnosti rozsáhlých spektrových knihoven.
• Široké uplatnění v klinické a průmyslové analytice, výzkumu biomarkerů i základním výzkumu proteinových modifikací.

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj se ubírá k:

• Integraci s umělou inteligencí a strojovým učením pro automatizovanou analýzu DIA dat.
• Single-cell proteomice a prostorové proteomiky, kde DIA umožní detailní mapování funkčních proteomů v buňkách a tkáních.
• Library-free přístupy v reálném čase pro rychlou detekci nových modifikací či patogenů.
• Další kombinaci s genomikou, metabolomikou a glykomikou pro multi-omics studie.

Závěr

DIA proteomika na Orbitrap Fusion Tribrid systémech se etablovala jako klíčová metoda pro vysoce citlivé, přesné a reprodukovatelné studium proteinových sítí a modifikací. Její flexibilita a rozsah aplikací pokrývá základní výzkum i klinické diagnózy a otevírá cestu pro další inovace v multi-omics a personalizované medicíně.

Reference

• Tsou C.-C. et al. Proteomics. 2016;16(15–16):2257–2271.
• Simithy J. et al. Nature Communications. 2017;8:1141.
• Sweredoski M. J. et al. Int J Mass Spectrom. 2015;390:155–162.
• Rauniyar N. et al. Biomark Insights. 2017;12:1177271917710948.
• Sidoli S. et al. Mol BioSyst. 2016;12:2385–2388.
• Müller M. et al. Nature Communications. 2021;12:7036.
• Yang Y. et al. Nature Communications. 2021;12:6073.
• López A. J. et al. Communications Biology. 2021;4:883.
• Nativio R. et al. Nature Genetics. 2020;52:1024–1035.
• Farrelly L. A. et al. Nature. 2019;567:535–539.