en schematisk beskrivning av CycMIST-processen för att analysera flera proteiner genom en rad MIST-mikropärlor. b Fördelning av antalet mikropärlor belagda med oligo-DNA i varje 75 μm × 75 μm område av MIST-arrayen som motsvarar PDMS-mikrobrunnen, n = 3 oberoende MIST-matriser. c Fördelning av antalet mikropärlor belagda med samma typ av oligo-DNA i samma MIST-array, n = 5 oberoende MIST-matriser. d Karakterisering av CycMIST-känslighet genom att ändra koncentrationerna av 50 biotinulerat komplementärt oligo-DNA i MIST-arrayen, n = 10 oberoende experiment. Detta är samma procedur i encelliga proteindetektionsexperiment, förutom cellladdning och konjugatförslutning. e Sekvens av fluorescerande intensiteter för 4 avkodningscykler och 3 fluorescerande färgämnen (Alexa Fluor 488, Cy3 och Cy5), n = 5 oberoende erfarenheter. f Provbilder av multiplexerad analys av 50 proteiner från en cell med CycMIST och 4 krypteringscykelbilder. Gråa bilder är resultatet av proteindetektion, och färgbilder är dekrypteringscykler från cykel 1 till cykel 4. Den nedre panelen är en förstorad bild av rutorna på den övre panelen. Skalstång: 20 μm (överpanel); 5 μm (bottenpanel). Data presenteras som medelvärden på ± SD för mer än tre oberoende experiment och är inom teckenstorlek om inte felstaplar anges. Termen (arb. Units) förkortas till godtyckliga enheter. Kreditera: Naturkommunikation (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-31336-x “bredd =” 800 “höjd =” 530 “/>
En översikt över CycMIST-teknologi för encellsfunktionell proteomanalys. a Schematisk beskrivning av CycMIST-processen för att analysera flera proteiner genom en rad MIST-mikropärlor. b Fördelning av antalet mikropärlor belagda med oligo-DNA i varje 75 μm × 75 μm område av MIST-arrayen som motsvarar PDMS-mikrobrunnen n = 3 oberoende MIST-matriser. c Fördelning av antalet mikropärlor belagda med samma typ av oligo-DNA i samma MIST-array, n = 5 oberoende MIST-matriser. d Karakterisering av CycMIST-känslighet genom att ändra koncentrationerna av 50 biotinulerat komplementärt oligo-DNA i MIST-arrayen, n = 10 oberoende experiment. Detta är samma procedur i encelliga proteindetektionsexperiment, förutom cellladdning och konjugatförslutning. e Sekvens av fluorescerande intensiteter för 4 avkodningscykler och 3 fluorescerande färgämnen (Alexa Fluor 488, Cy3 och Cy5), n = 5 oberoende erfarenheter. f Provbilder av multiplexerad analys av 50 proteiner från en cell med CycMIST och 4 krypteringscykelbilder. Gråa bilder är resultatet av proteindetektion, och färgbilder är dekrypteringscykler från cykel 1 till cykel 4. Den nedre panelen är en förstorad bild av rutorna på den övre panelen. Skalstång: 20 μm (överpanel); 5 μm (bottenpanel). Data presenteras som medelvärden på ± SD för mer än tre oberoende experiment och är inom teckenstorlek om inte felstaplar anges. Termen (arb. Units) förkortas till godtyckliga enheter. Kreditera: Naturens förbindelser (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-31336-x
Ett nytt biomedicinskt forskningsverktyg som gör det möjligt för forskare att mäta hundratals funktionella proteiner i en enda cell skulle kunna erbjuda nya insikter om cellulära mekanismer. Ledd av Jun Wang, en docent i biomedicinsk teknik vid Stony Brook University, kan denna mikrochipsanalys – kallad encellscyklisk multiplex in situ-märkning (CycMIST)-teknologi – hjälpa till att utveckla områden som molekylär diagnostik och läkemedelsupptäckt. Detaljer om analysmetoden för cyklisk mikrochip publiceras Naturens förbindelser.
Även om nyare teknologier för encelliga omics (dvs genomik, transkriptomi, etc.) har revolutionerat studiet av komplexa biologiska och cellulära system, och även om forskare kan analysera sekvensen av enskilda celler i genomskala, är dessa teknologier inte tillämpliga på proteiner eftersom de inte gäller proteiner. Det kan inte amplifieras som DNA. Proteinanalys i enstaka celler har således inte använts i stor utsträckning. Eftersom proteiner representerar cellfunktioner och celltyper och biomarkörer för diagnos av sjukdom, krävs ytterligare encellsbaserad analys.
Liwei Yang, huvudförfattare till studien, förklarar: “CycMIST-analys möjliggör en omfattande bedömning av cellfunktion och fysiologiskt tillstånd genom att studera 100 gånger fler proteintyper än konventionell immunfluorescensfärgning.
Wang och kollegor vid Renaissance Medical School och Stony Brook Cancer Center demonstrerade CycMIST genom att detektera 182 proteiner, inklusive ytmarkörer, neuronala funktionsproteiner, neurodegenerationsmarkörer, signalvägsproteiner och transkriptionsfaktorer. De använde en modell av Alzheimers sjukdom (AD) hos möss för att validera tekniken och metoden.
Genom att analysera 182 proteiner med CycMIST kunde de utföra funktionell proteinanalys som bestämde djup heterogenitet hos hjärnceller, differentierande AD-markörer och mekanismer för AD-patogenes.
Med denna detaljerade metod för att avslöja proteiner i AD-modellen, föreslår teamet att en sådan funktionell proteinanalys kan vara lovande för nya läkemedelsmål för AD som ännu inte är effektivt behandlade. Och de ger en bild av potentiella läkemedelsmål på cellnivå från CycMIST-proteinanalys.
Författarna tror att CycMIST också kan ha stor potential för kommersialisering.
De säger att innan den här forskningsmodellen med CycMIST kunde forskare mäta och veta bara en bråkdel av typerna av proteiner i en cell. Men detta nya tillvägagångssätt tillåter forskare att identifiera och känna till rörelserna på varje sida av cellen, så att de potentiellt kan avgöra om cellen är i ett sjukdomstillstånd. proteincell. Och jämfört med standardmetoder som flödescytometri kan deras tillvägagångssätt med CycMIST analysera 10 gånger mängden protein och på singelcellsnivå.
Forskarna föreslår också att cyklisk mikrochipanalys är portabel, billig och kan anpassas till alla befintliga fluorescerande mikroskop, vilket är en ytterligare anledning till dess livskraft om dess effektivitet bevisas i efterföljande experiment.
Den nya jästmodellen kan förbättra proteinproduktionen
Detaljer:Liwei Yang et al., Cyklisk mikrochipanalys för att mäta hundratals funktionella proteiner i enstaka neuroner, Naturens förbindelser (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-31336-x
Tillhandahålls av Stony Brook University
Citat: Ny funktionell proteinmätningsteknik kan främja forskning om läkemedelsupptäckt (2022, 29 juni) 29 juni 2022 från https://phys.org/news/2022-06-functional-protein-technology-advance-drug.html erhölls.
Detta dokument är upphovsrättsskyddat. Ingen del får reproduceras utan skriftligt tillstånd, förutom för personlig forskning eller någon rättvis transaktion för forskningsändamål. Innehållet tillhandahålls endast i informationssyfte.
