Abstract
基于质谱的蛋白质组学技术已经日趋成熟,可以对细胞和组织中的成千上万种蛋白质进行全面的定性和定量分析,逐步实现“深度覆盖”。随着生物医学日益增长的大队列蛋白质组学分析需求,如何在保持较为理想的覆盖深度下实现短时间、快速的“高通量”蛋白质组学分析已成为当前亟需解决的关键问题之一。常规的蛋白质组学分析流程通常包括样品前处理、色谱分离、质谱检测和数据分析。该文从以上4个方面展开介绍近10年以来高通量蛋白质组学分析技术取得的一系列研究进展,主要包括:(1)基于高通量、自动化移液工作站的蛋白质组样品前处理方法;(2)基于微升流速液相色谱与质谱联用的高通量蛋白质组检测方法;(3)利用灵敏度高、扫描速度快的质谱仪实现短色谱梯度分离下蛋白质组深度覆盖的分析方法;(4)基于人工智能、深度神经网络、机器学习等的蛋白质组学大数据分析方法。此外,对高通量蛋白质组学面临的挑战及其发展进行展望。总而言之,预期在不久的将来高通量蛋白质组学技术将会逐步“落地转化”,成为大队列蛋白质组学分析的利器。
Highlights
田瑞军: 博士,南方科技大学化学系终身教授,博士生导师,加拿大渥太华大学医 学院及深圳市人民医院兼职教授,中国人类蛋白质组组织( CNHUPO) 常务理事、 中国化学会色谱专业委员会理事、中国质谱学会理事和中国分子系统生物学学会 理事,科技部“ 国家重点研发计划” 蛋白质机器专项子课题负责人。 2008 年在中国 科学院大连化学物理研究所获得分析化学博士学位,师从邹汉法研究员,并获得中 国科学院院长优秀奖和中国科学院优秀毕业生奖励。 同年加入加拿大渥太华系统 生物学研究所进行博士后研究,师从 Daniel Figeys 教授。 2010 年加入加拿大多伦 多大学和西奈山医院继续博士后研究,师从 Tony Pawson 院士,并获得加拿大国 立卫生研究院( CIHR) 博士后基金资助。 2014 年起受聘南方科技大学化学系副教 授( 研究员),并于 2020 年晋升终身正教授。 致力于蛋白质组学的方法学和应用 研究,在细胞信号转导和肿瘤微环境等生物医学方向开展了卓有成效的应用研究。 已在国际主流学术期刊上发表论文 70 余篇,其中以责任作者在 Nature, PNAS, Mol Cell Proteomics, Anal Chem, Angew Chem 等上发表文章 40 余篇,作为客座主编组织专刊一期,SCI 他引 2 000余次,H⁃index 为 27 ( Google Scholar) 。 曾荣获由国际蛋白质结构分析和蛋白质组学协会( IAPSAP) 颁发的 2012 Young Investigator Award,并在第八届世界人类蛋白质组学大会( HUPO) 等做邀请报告 50 余次。 曾担任第 五届中加系统生物学研讨会和第二届 CNHUPO 青年学者研讨会共同主席。 担任《 色谱》 期刊青年编委和国际期刊 Frontiers in Endocrinology 编委。
(2) High⁃ throughput proteomic detection methods based on microliter⁃flow⁃rate liquid chromatography coupled with mass spectrometry
Nanoliter⁃flow⁃rate liquid chroma⁃ tography coupled with mass spectrometry ( Nano⁃flow LC⁃MS / MS) is widely used in classic proteomic research due to its excellent sensitivity, which often comes at the expense of robust⁃ ness
Summary
田瑞军: 博士,南方科技大学化学系终身教授,博士生导师,加拿大渥太华大学医 学院及深圳市人民医院兼职教授,中国人类蛋白质组组织( CNHUPO) 常务理事、 中国化学会色谱专业委员会理事、中国质谱学会理事和中国分子系统生物学学会 理事,科技部“ 国家重点研发计划” 蛋白质机器专项子课题负责人。 2008 年在中国 科学院大连化学物理研究所获得分析化学博士学位,师从邹汉法研究员,并获得中 国科学院院长优秀奖和中国科学院优秀毕业生奖励。 同年加入加拿大渥太华系统 生物学研究所进行博士后研究,师从 Daniel Figeys 教授。 2010 年加入加拿大多伦 多大学和西奈山医院继续博士后研究,师从 Tony Pawson 院士,并获得加拿大国 立卫生研究院( CIHR) 博士后基金资助。 2014 年起受聘南方科技大学化学系副教 授( 研究员) ,并于 2020 年晋升终身正教授。 致力于蛋白质组学的方法学和应用 研究,在细胞信号转导和肿瘤微环境等生物医学方向开展了卓有成效的应用研究。 已在国际主流学术期刊上发表论文 70 余篇,其中以责任作者在 Nature, PNAS, Mol Cell Proteomics, Anal Chem, Angew Chem 等上发表文章 40 余篇,作为客座主编组织专刊一期,SCI 他引 2 000余次,H⁃index 为 27 ( Google Scholar) 。 曾荣获由国际蛋白质结构分析和蛋白质组学协会( IAPSAP) 颁发的 2012 Young Investigator Award,并在第八届世界人类蛋白质组学大会( HUPO) 等做邀请报告 50 余次。 曾担任第 五届中加系统生物学研讨会和第二届 CNHUPO 青年学者研讨会共同主席。 担任《 色谱》 期刊青年编委和国际期刊 Frontiers in Endocrinology 编委。. handling workstations, including King FisherTM Flex, Agilent Bravo, AssayMAP Bravo, and Biomek® NXP, perform the handling steps of 96⁃ or 384⁃channel microplate formats using a mechanical arm that increases the throughput and robustness of sample preparation.
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