一.會(huì)議概述
2015 年CNHUPO 生物質(zhì)譜高級(jí)研討會(huì)已于2015年1 月20 日和22日分別在上海、北京舉辦。本屆研討會(huì)以“蛋白質(zhì)定量”為主題,參會(huì)人數(shù)高達(dá)700人,是蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域開(kāi)年第一場(chǎng)科學(xué)思想的饕餮盛宴,Dr. Mike MacCoss (華盛頓大學(xué))、Dr. Robert Everley (哈佛醫(yī)學(xué)院Steve Gygi實(shí)驗(yàn)室)、楊芃原教授(復(fù)旦大學(xué))、錢(qián)小紅教授、劉斯奇教授(中科院北京基因組研究所)、曾嶸教授(中科院生化所)、鄧海騰教授(清華大學(xué))、紀(jì)建國(guó)教授(北京大學(xué))等國(guó)內(nèi)外知名蛋白質(zhì)組學(xué)科學(xué)家出席了此次會(huì)議。
二.會(huì)議過(guò)程報(bào)告
1.會(huì)議的首個(gè)報(bào)告來(lái)自于華盛頓大學(xué)的Dr. Mike MacCoss,作為skyline軟件研發(fā)團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者,他在報(bào)告中介紹了采用skyline軟件進(jìn)行SRM和DIA定量的分析流程,同時(shí)介紹了multiplex和overlap兩種新的DIA改進(jìn)模式,可有效改善DIA定量實(shí)驗(yàn)的選擇性。他表示該實(shí)驗(yàn)室所有DIA的數(shù)據(jù)都是在Q Exactive上完成的,他還展示了目前幾種DIA方法在他所屬實(shí)驗(yàn)室Q Exactive HF上的參數(shù)設(shè)置。
2.中科院北京基因組研究所劉斯奇教授介紹了他的研究“利用定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究mTOR相關(guān)的信號(hào)通路”。該研究使用定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法(TMT),分析了野生型、knockdown的TSC1/2、TSC1/2+mTOR抑制劑三組樣本中mTOR信號(hào)通路的變化,采用Orbitrap質(zhì)譜平臺(tái)進(jìn)行TMT數(shù)據(jù)采集,獲得與mTORC1相關(guān)的蛋白表達(dá)量變化信息,提示我們需要mRNA和蛋白質(zhì)兩個(gè)水平綜合分析mTORC1 激活后的基因表達(dá)情況。
3.中科院生化所曾嶸教授帶來(lái)了題為“單氨基酸變異的從頭測(cè)序鑒定和定量”的大會(huì)報(bào)告。研究發(fā)現(xiàn),肥胖/糖尿病是GWAS基因的單核苷酸突變導(dǎo)致的,在基因水平無(wú)變化,在蛋白總體表達(dá)量上也無(wú)變化,只與某些點(diǎn)突變的表達(dá)量相關(guān)。實(shí)驗(yàn)研究了野生型和SAP型與正常/糖尿病/肥胖/糖尿病+肥胖狀態(tài)的相關(guān)性,結(jié)合Orbitrap的高質(zhì)量精度和中科院計(jì)算所賀思敏教授組的pNovo軟件,采用denovo方法針對(duì)SNP肽段的進(jìn)行譜圖解析,并通過(guò)合成肽段對(duì)該流程進(jìn)行了方法學(xué)驗(yàn)證。此外,曾教授組使用TSQ Vantage進(jìn)行了290例血漿樣本中SNP的定量分析,找到了一些與T2D顯著相關(guān)的一些SNP位點(diǎn)。
4.由Dr. Mike MacCoss代StratosBioscience的Christine Wu做的報(bào)告介紹了Chorus,它是一個(gè)質(zhì)譜數(shù)據(jù)云儲(chǔ)存、云分享與云計(jì)算系統(tǒng)。它的發(fā)展經(jīng)歷了以下三階段。第一階段,在2013年ASMS 發(fā)布后,可以查看不同質(zhì)譜廠商的原始數(shù)據(jù)。在原始數(shù)據(jù)提交時(shí)可以看到儀器類型和操作者,也能對(duì)上傳的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)論。第二階段,2014年ASMS后,Chrous增加了數(shù)據(jù)檢索和查看數(shù)據(jù)鑒定結(jié)果的功能。Chrous目前支持Sequest數(shù)據(jù)庫(kù)檢索;第三階段,預(yù)計(jì)2015年春季發(fā)布。Chrous將支持Mascot和Byoinc數(shù)據(jù)庫(kù)檢索,并對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行控制。另外,DIA數(shù)據(jù)處理也是該項(xiàng)目關(guān)注的重點(diǎn),如能在云端實(shí)現(xiàn)DIA數(shù)據(jù)的處理,將大大提高DIA數(shù)據(jù)處理的速度。
5.清華大學(xué)鄧海騰教授帶來(lái)的是題為“結(jié)合定量蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)破譯細(xì)胞蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)”的報(bào)告,該課題由湯海平博士完成,尚未發(fā)表。癌細(xì)胞中Hsp60高表達(dá)使抗氧化能力提升,該研究使用Q Exactive結(jié)合TMT定量方法研究Hsp60 knockdown和過(guò)表達(dá)兩組樣本,并同時(shí)進(jìn)行蛋白質(zhì)組和代謝組分析,發(fā)現(xiàn)與兩個(gè)新陳代謝和能量代謝pathway相關(guān)。其中代謝組學(xué)部分與清華大學(xué)劉曉蕙老師合作完成,采用Q Exactive,TSQ Quantiva(SRM)進(jìn)行相關(guān)代謝通路的研究。
6.中科院大連化學(xué)物理研究所張玉奎張麗華教授研究組的周愿博士的報(bào)告題目是“集成化蛋白質(zhì)組定量分析方法”。周愿博士主要分享了三種該實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的定量方法。一,基于質(zhì)量虧損的二級(jí)碎片離子定量方法。該方法碎片離子相差5mDa,需要使用基于Orbitrap的超高分辨率質(zhì)譜平臺(tái)才能分開(kāi)。該方法在LTQ Orbitrap Velos質(zhì)譜平臺(tái)上測(cè)試,定量準(zhǔn)確性較好,98%的蛋白有定量信息,有4個(gè)數(shù)量級(jí)的動(dòng)態(tài)范圍。二,基于質(zhì)量虧損的a1離子定量方法;谫|(zhì)量虧損的二級(jí)碎片離子定量方法需要較高的分辨率,需要使用基于Orbitrap的超高分辨率質(zhì)譜平臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)在 Q Exactive質(zhì)譜平臺(tái)上完成,二級(jí)分辨率設(shè)置為35K時(shí),98%的肽段含有a1離子;赼1離子的定量方法定量準(zhǔn)確度較高,1:50的比值下依然能得到較準(zhǔn)確的比值。三,基于質(zhì)量虧損的SILAC定量方法。pSILAC定量方法是使用兩種質(zhì)量相差36mDa的賴氨酸進(jìn)行標(biāo)記,y離子進(jìn)行定量。pSILAC定量方法準(zhǔn)確度和精確度較好,97%的蛋白有定量信息。
7.北京大學(xué)紀(jì)建國(guó)教授通過(guò)題為“通過(guò)TMPP 進(jìn)行高準(zhǔn)確度多肽從頭測(cè)序、定量,以及磷酸化位點(diǎn)確定”的報(bào)告介紹了該實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新性工作。通過(guò)TMPP化學(xué)修飾使肽段二級(jí)譜圖簡(jiǎn)化,并使用LTQ Orbitrap Elite的兩種碎裂模式CID、ETD對(duì)TMPP肽段進(jìn)行de novo分析,發(fā)現(xiàn)新肽段并對(duì)修飾位點(diǎn)進(jìn)行確證。De novo實(shí)驗(yàn)對(duì)質(zhì)譜精度的要求極高,LTQ Orbitrap質(zhì)譜平臺(tái)的高質(zhì)量精度和多種碎裂模式的綜合使用可大大提升肽段的解析能力。另外,紀(jì)建國(guó)教授還介紹了多磷酸化位點(diǎn)肽段富集方法CATSET、組蛋白C-terminal相關(guān)修飾和乙;揎椀妊芯抗ぷ。
8.復(fù)旦大學(xué)楊芃原教授課題組的申華莉老師帶來(lái)了題為“定量脂質(zhì)組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)聯(lián)合研究肝癌轉(zhuǎn)移過(guò)程中的脂質(zhì)代謝調(diào)控”的報(bào)告。采用Shotgun 脂質(zhì)組學(xué)方法研究Hep3B, 97L,LM3三種轉(zhuǎn)移細(xì)胞系并對(duì)脂肪酸進(jìn)行定量。同時(shí),申老師還介紹了該課題組采用磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)進(jìn)行mTOR pathway研究的工作。
9.來(lái)自哈佛醫(yī)學(xué)院Steve Gygi 實(shí)驗(yàn)室的Dr.Robert Everley作的大會(huì)報(bào)告介紹了Multiplexing標(biāo)記(如TMT)大量節(jié)省機(jī)時(shí),且基于Orbitrap Fusion的SPS MS3定量準(zhǔn)確性、靈敏度均有顯著提高,采用該方法對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞系進(jìn)行蛋白組定量,超過(guò)7200個(gè)蛋白可獲得定量信息。此外,報(bào)告還對(duì)KRAS激活狀態(tài)下EGF信號(hào)通路進(jìn)行定量磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)研究工作進(jìn)行了介紹,用10-plex TMT MS3方法分析未分級(jí)的腦及肝臟組織樣品,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Fusion MS3的高質(zhì)量譜圖數(shù)是前一代質(zhì)譜的1.8倍。Steve Gygi組對(duì)Orbitrap Fusion的優(yōu)異性能給出了極高評(píng)價(jià)。
大會(huì)基于Orbitrap的定量技術(shù)方法開(kāi)發(fā)與應(yīng)用進(jìn)行了深入的交流,廣泛關(guān)注了基于最新型質(zhì)譜平臺(tái)Orbitrap HF和Orbitrap Fusion上所進(jìn)行DIA、PRM,以及在2014年HUPO會(huì)議獲得Science and Technology Award的TMT技術(shù)。
通過(guò)交流,與會(huì)專家學(xué)者普遍認(rèn)為,基于新一代Orbitrap平臺(tái)的DIA定量方法,在高通量定量的應(yīng)用方面有了顯著的突破,已經(jīng)成為多種復(fù)雜生物樣本分析(如信號(hào)通路研究等)的一種強(qiáng)大的分析手段;隨著Orbitrap采集速度的提升,PRM定量方法的通量也獲得極大提升,同時(shí),其可與高端三重四極桿質(zhì)譜媲美的靈敏度保證了低豐度蛋白質(zhì)的準(zhǔn)確定量; TMT技術(shù)在Orbitrap Fusion的SPS-MS3運(yùn)用后,可顯著提高復(fù)雜體系中蛋白鑒定濃度范圍,同時(shí)增加了定量的準(zhǔn)確性。