Sensitive and High-throughput Single-cell Proteomics Workflow on New Quadrupole-ion trap-Orbitrap Mass Spectrometer with FAIMS Separation
Postery | 2020 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Výzkum proteomu na úrovni jediné buňky umožňuje odhalit buněčnou heterogenitu a biologické procesy, které jsou skryté při analýze větších populací. Tradiční LC-MS přístupy selhávají pro ultramalé vzorky kvůli ztrátám při přípravě, nízké citlivosti a omezené propustnosti. Integrace nanoPOTS a FAIMS s Orbitrap Eclipse MS představuje průlom v ultra citlivé a vysoce výkonné single-cell proteomice.
Cílem bylo vyvinout workflow pro analýzu proteomu jednotlivých savčích buněk použitím:
Vývoj bude směřovat k dalšímu zvýšení propustnosti a citlivosti, integraci s dalšími omickými technologiemi a automatizaci nanoPOTS platformy. Rozšíření multiplexního značení, pokročilé metody iontové mobility a kombinace s prostorovou proteomikou nabídnou nové možnosti pro detailní analýzu tkáňové heterogenity a dynamiky buněčných populací.
Představený workflow kombinuje nanoPOTS, FAIMS Pro a Orbitrap Eclipse Tribrid s Real-Time Search a TMT značením, čímž poskytuje bezprecedentní citlivost a výkonnost v single-cell proteomice. Tento přístup otevírá cestu k hlubší exploraci buněčné heterogenity a aplikacím v klinickém a biotechnologickém výzkumu.
1. Zhu Y., et al. Angew. Chemie Int. Ed. 57, 12370 (2018)
2. Zhu Y., et al. Nat. Commun. 9, 882 (2018)
3. Budnik B., et al. Genome Biol. 19, 161 (2018)
Iontová mobilita, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Výzkum proteomu na úrovni jediné buňky umožňuje odhalit buněčnou heterogenitu a biologické procesy, které jsou skryté při analýze větších populací. Tradiční LC-MS přístupy selhávají pro ultramalé vzorky kvůli ztrátám při přípravě, nízké citlivosti a omezené propustnosti. Integrace nanoPOTS a FAIMS s Orbitrap Eclipse MS představuje průlom v ultra citlivé a vysoce výkonné single-cell proteomice.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem bylo vyvinout workflow pro analýzu proteomu jednotlivých savčích buněk použitím:
- nanoPOTS pro efektivní přípravu stopových vzorků
- FAIMS Pro Interface pro odstranění chemického šumu a zvýšení citlivosti
- TMT multiplexního značení pro kvantifikaci více buněk v jednom běhu
- Orbitrap Eclipse Tribrid s Real-Time Search pro spolehlivou identifikaci a kvantifikaci
Použitá metodika a instrumentace
- Izolace buněk pomocí FACS a příprava na nanoPOTS čipu
- Štěpení enzymem trypsin, TMT multiplexní značení pro trojici myších buněčných typů
- Ultra-nízký nanoLC průtok (20 nL/min) na UltiMate 3000 RSLCnano se SPE trapem a analytickou kolonkou (20 nebo 30 µm i.d.)
- Thermo Scientific Orbitrap Eclipse Tribrid s FAIMS Pro Interface, CV přepínání pro label-free, Real-Time Search pro SPS MS3
- Software: Proteome Discoverer 2.4 (SEQUEST, Percolator), MaxQuant (Match between runs)
Hlavní výsledky a diskuse
- Label-free workflow: průměrná identifikace 829 proteinových skupin z jedné HeLa buňky, trojnásobné zvýšení oproti bez FAIMS.
- Optimalizace metodiky vedla k detekci až 2023 proteinů a 8571 peptidů z 0,5 ng HeLa digestu (2 hodiny gradient, dvě CV).
- TMT multiplexní analýza trojice myších buněk: 2346 proteinů a 4781 peptidů, lepší kvantitativní přesnost a rozlišení buněčných typů při SPS MS3 Real-Time Search.
- PCA analýza jednočlánkové úrovně ukázala jasné odlišení epitelových, endotelových a imunitních buněk.
Přínosy a praktické využití metody
- Možnost analýzy vzácných buněk, například cirkulujících nádorových buněk.
- Vysoká kvantitativní přesnost při zachování rozsahu proteomu.
- Široké uplatnění v základním výzkumu, QA/QC, klinickém výzkumu a průmyslové analytice.
Budoucí trendy a možnosti využití
Vývoj bude směřovat k dalšímu zvýšení propustnosti a citlivosti, integraci s dalšími omickými technologiemi a automatizaci nanoPOTS platformy. Rozšíření multiplexního značení, pokročilé metody iontové mobility a kombinace s prostorovou proteomikou nabídnou nové možnosti pro detailní analýzu tkáňové heterogenity a dynamiky buněčných populací.
Závěr
Představený workflow kombinuje nanoPOTS, FAIMS Pro a Orbitrap Eclipse Tribrid s Real-Time Search a TMT značením, čímž poskytuje bezprecedentní citlivost a výkonnost v single-cell proteomice. Tento přístup otevírá cestu k hlubší exploraci buněčné heterogenity a aplikacím v klinickém a biotechnologickém výzkumu.
Reference
1. Zhu Y., et al. Angew. Chemie Int. Ed. 57, 12370 (2018)
2. Zhu Y., et al. Nat. Commun. 9, 882 (2018)
3. Budnik B., et al. Genome Biol. 19, 161 (2018)
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Ultra Sensitive LC-MS Workflow for Single Cell Proteomic Analysis
2019|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
Ultra Sensitive LC-MS Workflow for Single Cell Proteomic Analysis Khatereh Motamedchaboki, Ph.D. Vertical Marketing, Proteomics November 2019 The world leader in serving science New Mass Spectrometry Platforms 2 Proprietary & Confidential Challenges in Life Science Mass Spectrometry Qualitative Proteomics Complex…
Klíčová slova
confidential, confidentialfaims, faimsproprietary, proprietarycell, cellprotein, proteingroups, groupspeptide, peptidetmt, tmtsearch, searchsingle, singlenanopots, nanopotsepithelial, epithelialreal, realendothelial, endothelialcoverage
High-throughput single-cell proteomics analysis with nanodroplet sample processing, multiplex TMT labeling, and ultra-sensitive LC-MS
2020|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 65714 High-throughput single-cell proteomics analysis with nanodroplet sample processing, multiplex TMT labeling, and ultra-sensitive LC-MS Authors: Khatereh Motamedchaboki1, Maowei Dou1, Yongzheng Cong2, Romain Huguet1, Aaron M Robitaille1, Yufeng Shen3, Geremy Clair4,Charles Ansong4, Daniel Lopez-Ferrer1, Ryan T. Kelly2,4, and…
Klíčová slova
cell, celltmt, tmtnanopots, nanopotsepithelial, epithelialendothelial, endothelialcells, cellsimmune, immunesingle, singleproteomics, proteomicsmultiplexed, multiplexedtribrid, tribrideclipse, eclipseproteome, proteomeraw, rawdifferentially
Thermo Scientific Orbitrap Eclipse Tribrid mass spectrometer
2020|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
Go beyond today’s discovery Orbitrap Eclipse Tribrid mass spectrometer Go beyond today’s discovery When complex analytical questions require a definitive answer, you need a powerful and versatile solution that will allow you to accurately resolve subtle differences, distinguish the right…
Klíčová slova
ptcr, ptcrlll, lllsearch, searchsps, spsreal, realprotein, proteinproteoforms, proteoformsnative, nativellll, llllcell, celltribrid, tribridfaims, faimsligand, ligandllllllll, llllllllmass
High-Throughput Single Cell Proteomics Analysis with Nanodroplet Sample Processing, Multiplex TMT labeling, and Ultra-Sensitive LC-MS
2019|Thermo Fisher Scientific|Postery
High-Throughput Single Cell Proteomics Analysis with Nanodroplet Sample Processing, Multiplex TMT labeling, and Ultra-Sensitive LC-MS Khatereh Motamedchaboki1, Maowei Dou1, Yongzheng Cong2, Romain Huguet1, Aaron M Robitaille1, Yufeng Shen3, Geremy Clair,4 Charles Ansong,4 Daniel Lopez-Ferrer1, Ryan T. Kelly2,4, and Ying Zhu4…
Klíčová slova
epithelial, epithelialendothelial, endothelialcell, cellimmune, immunegroups, groupstmt, tmtpeptides, peptidespeptide, peptidetagtm, tagtmtmttm, tmttmlabeling, labelingempty, emptynanodroplet, nanodropletloading, loadingraw