Astral DIA蛋白质组是近年来的新兴蛋白质组学技术，也可以被称为Next Generation Proteomics（NGP，下一代蛋白质组）。使用Astral DIA，能够在检测时间大幅缩短的前提下，得到更高通量的蛋白鉴定结果，从而有效提升研究效率以及科研机制的覆盖度。
2024年4月发表在Mol Cell Proteomics上的题为“The One Hour Human Proteome”的文章，作者发现Astral DIA在每30分钟的分析中可检测到10,411个蛋白质，这提示了蛋白质组学的高通量、深度和灵敏度的新时代的到来。
HAP1细胞
Astral DIA蛋白质组
1.仪器性能评估
作者首先在30分钟的梯度上尝试了蛋白谱图数据的收集。在保留时间22.02分钟时，Astral 质量分析仪中同步采集了100多个DIA MS/MS。m/z 650-700 的范围内，约150毫秒的时间内采集了25个 DIA 扫描，每个扫描的分离宽度为 2 Th，并鉴定出38个独特的肽段（图1）。这些数据表明，尽管Q-OT-Astral 扫描速度很快，但该平台无需进行谱平均即可定期提供高质量的肽谱。
图1 Q-Orbitrap-Astral数据独立采集的样本
2.不同上机时间的鉴定量结果
在一式三份的上样中，15min，30min和60min的检测分别鉴定到了9831，10411和10645个蛋白，随着时间推移累计鉴定的肽和蛋白质显示了每个梯度的鉴定率（图2A-D）。每个梯度的技术重复之间，15min、30min和60min方法的r2值分别为 0.983、0.990 和 0.992，这表明实验具有很高的定量重现性，此外，时间的增加也显着降低了样本RSD，从15 min的13.6%下降到30 min的9.9%和60 min的8.9%（图2E-J）。
图2 LC-MS梯度的定量重现性和蛋白质鉴定指标
3.30分钟的人HAP1细胞Astral DIA蛋白组检测
随后，作者采用Astral DIA 30min的方法重新分析了人HAP1细胞（WT和线粒体基因 MGME1的KO细胞系），结果中量化了10353个蛋白，同时使用了Orbitrap Ascend仪器进行了61min的对比分析，共量化了约8000个蛋白，且两个平台的测量结果存在强相关性（图3A-B）。在差异比较中，Astral DIA在30min内检测到449个差异蛋白，而Orbitrap Ascend在61min中仅有380显著调控蛋白，其中有61.6%的结果重叠（图3C）。在前体测量数量的分析中，Astral使用的数量平均是后者的2倍多（图3D）。功能分析中，两种测量结果也共享了很多GO术语（图3E-F）。
图3 30分钟Orbitrap Astral 和61分钟Orbitrap Ascend DIA方法之间差异比较分析
4.蛋白质组学深度和通量的融合
最后，作者将本次实验结果与前人的研究数据进行了对比分析，发现Astral DIA与先前的蛋白质组学的数据结果相比，在通量和灵敏度方面有着显著飞跃（图5）。Orbitrap Astral 系统取得的这一里程碑式的成就预示着高通量人类蛋白质组学新时代的到来，这一时代的目标是最终实现在一次实验中检测整个蛋白质组。
图5 BYTQ对AR小鼠炎症有抑制作用
在这项研究中，作者验证了Astral DIA作为蛋白质组学新技术的应用前景，从灵敏度，通量和鉴定深度方面都较以往的技术有着显著提升。这意味着Orbitrap Astral MS系统与其他最先进的仪器一起，再加上样品制备、方法开发和数据处理方面的进步，正在开创一个蛋白质组学的新时代。
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排版：野凌
审核：三黍生物企宣部
