來(lái)源： 騰訊網(wǎng)           時(shí)間：2022-10-20

      在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)Quantum-Si公司的研究人員展示了通過(guò)半導(dǎo)體芯片和時(shí)域測(cè)序（Time Domain Sequencing）技術(shù)進(jìn)行單分子蛋白測(cè)序?qū)⑷绾胃淖兩茖W(xué)和生物醫(yī)學(xué)研究。這種首創(chuàng)的測(cè)序過(guò)程，使人們對(duì)蛋白有了無(wú)可比擬的了解，將推動(dòng)藥物發(fā)現(xiàn)和診斷，為世界帶來(lái)變革性的健康和疾病見(jiàn)解。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年10月14日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Real-time dynamic single-molecule protein sequencing on an integrated semiconductor device”。 

       由世界著名科學(xué)家、企業(yè)家和美國(guó)國(guó)家技術(shù)與創(chuàng)新獎(jiǎng)?wù)芦@得者Jonathan Rothberg博士創(chuàng)立的Quantum-Si公司開(kāi)發(fā)了它的下一代單分子蛋白測(cè)序技術(shù)，以提供更好、更全面的方法來(lái)研究蛋白，并影響現(xiàn)代疾病診斷。

       Rothberg博士說(shuō)：“能夠與世界分享我們的第一代單分子蛋白測(cè)序技術(shù)，我感到自豪和興奮。正如我與我的第一個(gè)基因組學(xué)合作者在DNA測(cè)序方面所做的工作導(dǎo)致Svante P??bo獲得諾貝爾獎(jiǎng)一樣，我完全期待Quantum-Si開(kāi)發(fā)的技術(shù)的早期采用者能夠做出同樣深刻和有影響的發(fā)現(xiàn)?！? 

      正如這篇論文所描述的那樣，Quantum-Si公司的半導(dǎo)體芯片包含數(shù)百萬(wàn)個(gè)孔，這些孔可以并行地對(duì)許多蛋白進(jìn)行編目，并了解這些蛋白是如何在單分子水平上受到修飾的。該公司的下一代測(cè)序系統(tǒng)利用蛋白和酶來(lái)檢測(cè)和切割氨基酸，這些蛋白和酶來(lái)源于在細(xì)胞中進(jìn)行類(lèi)似過(guò)程的自然發(fā)生的途徑。這種方法消除了其他技術(shù)面臨的復(fù)雜化學(xué)和大型、昂貴設(shè)備的障礙，同時(shí)提供了加快生物醫(yī)學(xué)研究所需的靈敏度、可擴(kuò)展性和易使用性。 

      半導(dǎo)體芯片運(yùn)行 

      論文共同通訊作者、Quantum-Si公司研究主管Brian D. Reed博士說(shuō)，“用小型臺(tái)式儀器對(duì)單個(gè)蛋白分子進(jìn)行大規(guī)模平行測(cè)序的概念在以前是無(wú)法想象的。科學(xué)家們一直使用間接方法來(lái)了解蛋白，并一直在等待能夠像DNA測(cè)序?qū)蚪M學(xué)的影響一樣，對(duì)蛋白質(zhì)組學(xué)產(chǎn)生變革的工具。我們的平臺(tái)能夠繪制蛋白修飾圖譜，而其他技術(shù)很難檢測(cè)到這些修飾，這將大大促進(jìn)我們對(duì)蛋白在健康和疾病中的功能和調(diào)節(jié)的理解?！? 

      這篇論文概述的關(guān)于Quantum-Si公司單分子蛋白測(cè)序過(guò)程的其他信息包括：（1）一種動(dòng)態(tài)方法，其中單肽被一組染料標(biāo)記的可識(shí)別N端氨基酸的蛋白實(shí)時(shí)探測(cè)，同時(shí)被氨基肽酶切割；（2）通過(guò)測(cè)量集成半導(dǎo)體芯片上的熒光強(qiáng)度、壽命和結(jié)合動(dòng)力學(xué)，對(duì)氨基酸進(jìn)行注釋并識(shí)別肽序列；（3）識(shí)別器以信息豐富的方式識(shí)別多個(gè)氨基酸，能夠辨別單個(gè)氨基酸的替換和翻譯后修飾，從而能夠更詳細(xì)地了解單個(gè)蛋白及其變化，用于未來(lái)的疾病識(shí)別和預(yù)防。 參考資料： Brian D. Reed et al. Real-time dynamic single-molecule protein sequencing on an integrated semiconductor device. Science, 2022, doi:10.1126/science.abo7651. 

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