布魯克在ASMS上發布CCSEnabled4D蛋白質組重要進展

發布時間：2021-11-04 14:36 原文鏈接：布魯克在ASMS上發布CCSEnabled4D蛋白質組重要進展

● 布魯克PaSER? 軟件現在將具有變革性的支持CCS的 DIA-NN 深度神經網絡學習與突破性的 dia-PASEF 功能相結合，以實現：

· 40分鐘梯度從細胞裂解物中定量 > 8000種蛋白質

· 在 Evosep One上4.8 分鐘方法，定量 > 5000 種蛋白質

· 只需 10 ng 細胞裂解物消化液，95 分鐘梯度即可定量 > 5000 種蛋白質

● timsTOF Pro上開發CCS-加持的 “prm Live”功能，實現低成本靶向蛋白質組學研究，可同時定量1800個以上的肽段，并保證最高的靈敏度和良好的CVs

● 基于CCS的TIMScore? 算法也獲得重大進展，大大提升了磷酸化肽和蛋白質鑒定覆蓋率，并且提高了肽段鑒定的可靠性

● 用于高置信度序列確證的全新OligoQuest^?軟件和工作流程，能支持RNA和修飾寡核苷酸的藥物開發

● SCiLS? autopilot軟件，用于使用布魯克 IntelliSlides? 在 timsTOF fleX 和 rapifleX? MALDI 平臺上進行自動質譜成像 (MSI) 采集

● 展示2021年6月推出的兩個新產品：

· timsTOF SCP 用于無偏單細胞蛋白質組學 (SCP)，例如，用于空間癌癥生物學，研究基于不同細胞類型的特異性蛋白質組，并將它們與 sc-RNA-seq 轉錄組相關聯。

· 第二代的timsTOF Pro 2，帶來前所未有的蛋白質組學分析深度和通量。

　　分析測試百科網訊 2021 年 11 月 2 日，布魯克在第 69 屆 ASMS 會議上宣布了新產品CCS-enabled 4D-蛋白質組學，用于增強 timsTOF Pro 2、timsTOF fleX 和 timsTOF SCP 質譜儀的主要功能。

　　布魯克生命科學質譜副總裁Rohan Thakur博士表示：“斯克利普斯研究所Yates實驗室開發的 TIMScore 是通過針對正向和誘餌/反向肽評估預測的實驗 CCS 來增加肽選擇的精確度。在我們與柏林Charité 醫學院Ralser 實驗室的合作中，CCS 值的效用增強了 DIA-NN，并且在我們與烏得勒支大學Scheltema 實驗室的合作中，它還增強了對 PhoX? 交聯肽的檢測。最后，Dana-Farber 癌癥研究所Marto 實驗室剛剛發布了支持 CCS 的 prm Live，其中具有實時保留時間校正功能，可對 1800 多種肽進行平行靶向的高靈敏度、低 CV 定量。”

　　A. CCS-enabled DIA-NN 支持的PaSER ，可用于 dia-PASEF 工作流程

　　轉化蛋白質組學需要高通量、短梯度和蛋白質組深度覆蓋，它可以由dia -PASEF實現。這一成果發表在《Nature Methods》[Mann，Nat Meth 2020]，得到了各種蛋白質組學軟件包的支持，包括dia-NN、Spectronaut、MaxQuant和PEAKS Online。DIA-NN 軟件 [Demichev, Nat Methods. 2020] 1.8 版包含用于深度神經網絡學習的全新 CCS 支持模塊，以在 dia-PASEF 中對肽譜匹配進行評分 [Demichev, bioRxiv 2021]。

　　目前布魯克正在與柏林Charité 醫學院的Vadim Demichev博士和Markus Ralser博士合作，將CCS-enabled DIA-NN集成到timsTOF平臺的PaSER GPU蛋白質組學軟件中，能夠增強鑒定和定量。Ralser 教授及其同事的工作加速了大樣本隊列中的轉化蛋白質組學，并且通過使用 dia-PASEF 實現了在 5 分鐘的采集時間內鑒定超過5000 種的量化蛋白質這一革命性的提升。

　　柏林Charité 醫學院愛因斯坦生物化學教授Markus Ralser博士評論道：“timsTOF Pro出色的性能令人印象深刻。我們也很高興看到布魯克將Vadim Demichev的DIA-NN開源版本納入其PaSER實時蛋白質組學工作流程，并期待與布魯克的合作能進一步改進4D-蛋白質組學工作流程。”

圖：dia-PASEF 掃描功能的圖形表示

　　B. prm-PASEF Live增加了靶向肽的數量并進行高靈敏度定量分析

　　與傳統prm方法相比，prm-PASEF工作流程在靶向更多化合物的同時保持了非常高的靈敏度。現在新的prm-PASEF 編輯器可以獨立使用，也可以在與 Skyline? 一起使用來建立 prm 方法。Jarrod Marto 教授等人在《Analytic Chemistry》最近發表的一篇論文《PRM-LIVE with Trapped Ion Mobility Spectrometry and Its Application in Selectivity Profiling of Kinase Inhibitors》對prm-PASEF Live進行了介紹，文中采用動態調整保留時間窗口的方式，以使用 iRT 肽作為保留時間標準，在 60 分鐘的采集中定量來自細胞裂解液的 1857 種肽段，以實現可重現的多目標監測。這種創新的prm-PASEF Live概念克服了色譜保留時間漂移的問題，提高了在多目標監測中的定量精度和重現性。

　　C. TIMScore加入CCS-enabled數據庫搜索引擎

　　在4D-蛋白質組學應用中，CCS值可用于非標記定量的“Match Between Runs”[Cox，MCP 2020]。TIMScore利用機器學習產生CCS值,并將CCS值應用于搜索引擎的算法中，使搜索引擎能夠大幅提高肽段和蛋白質鑒定數目，同時保持更嚴格的假陽性率（FDR）。數十萬個實驗數據點被用來訓練ML算法，該算法能夠準確預測胰蛋白酶和磷酸化肽的CCS值。磷酸化在細胞信號轉導和生物學中起著關鍵作用，但磷酸化肽準確鑒定難度大。在Dana-Farber癌癥研究所，TIMScore使Eric Fischer教授提供的未富集白血病細胞系樣本中磷酸化肽的鑒定數量提升了10% 以上。

　　南佛羅里達州大學的Stanley Stevens教授補充說：“TIMScore 使從小鼠小膠質細胞系中富集的磷酸化肽的鑒定增加了 11%。CCS值和4D-蛋白質組學已經成為我們基于質譜的蛋白質組學的應用中不可或缺的技術。TIMScore有望改變DDA搜索的執行方式，鑒定更多有意義的肽段和蛋白質，使我們能夠使用CCS值進行更深入的蛋白質組研究。”

圖：TIMScore，機器學習支持CCS預測，可減少肽模糊度并提高置信度

　　D. 全新發布 OligoQuest?

　　布魯克發布了最新軟件OligoQuest，作為面向生物制藥客戶的合規軟件套裝BioPharma Compass 中的一部分，該軟件強化了RNA 和寡核苷酸表征功能。OligoQuest 結合 maXis II 和 timsTOF Pro 等質譜儀上同位素高準確度測定功能，能夠對核酸大分子進行準確表征，例如sgRNA及其雜質。并且，布魯克特有的PASEF掃描模式，可快速深度覆蓋復雜樣品信息，例如酶解mRNA等。

　　OligoQuest軟件是與RiboDynamics公司共同開發，其所提供的算法和工作流程，可以用來注釋大于100個堿基的核酸二級譜圖。RiboDynamics 首席執行官Dan Fabris和康涅狄格大學高級教授 Harold S. Schwenk 解釋說：“同位素高準確度與超高分辨率質譜相結合，對于高度修飾的 RNA 分析前景廣闊，這是之前的商業軟件無法提供的。使用 OligoQuest 簡化相應的分析工作，將大大加速 RNA 領域的研究和開發。”

圖：OligoQuest 界面顯示 3' -和 5'-末端和內部片段匹配以進行序列確認

　　E. 用于自動MALDI質譜成像（MSI）的SCiLS autopilot

　　布魯克今年推出了SCiLS autopilot軟件結合IntelliSlides玻片用于MALDI 成像的自動設置。SCiLS autopilot自動完成從玻片載入到數據采集的六項關鍵性能優化。樣本的掃描圖像由IntelliSlide 上的條形碼上登記注冊和自動檢測組織邊緣，然后進行多步驟自動優化，以減少 MALDI 成像所需的時間和經驗，并確保重復性和圖像質量。通過 SCiLS autopilot進行自動化，非專業用戶可以方便的使用 MALDI 成像，將生理組織背景添加到 4D-Omics 研究中。

　　布魯克 MALDI 成像業務總監 Michael Easterling 博士表示：“隨著 MALDI 成像在生物制藥中的廣泛應用，智能自動化對于確保MALDI成像的無縫整合和結果準確度至關重要。數據采集和處理軟件與成像質譜平臺（如 timsTOF fleX）的深度系統集成，為多組學研究提供了空間生理信息。”