Nghiên cứu proteomics với ZenoTOF 7600 – Tối ưu giải trình tự de novo

Với sự phát triển của ngành y sinh, nghiên cứu proteomics với ZenoTOF 7600 đang mở ra những bước tiến đột phá. Phương pháp này giúp phân tích toàn diện hệ protein trong tế bào và mô. Đây là chìa khóa quan trọng để hiểu rõ cơ chế bệnh học. Nó cũng giúp xác định dấu ấn sinh học (biomarker), phát triển thuốc đích và sản xuất dược phẩm sinh học.

Trong lĩnh vực proteomics, giải trình tự protein giữ vai trò trung tâm. Việc này giúp làm sáng tỏ cấu trúc và chức năng của các phân tử protein. Đặc biệt, kỹ thuật giải trình tự De novo đang dần trở thành xu hướng tiên phong. Kỹ thuật mang lại khả năng xác định trình tự protein mà không cần đến cơ sở dữ liệu sẵn có.

1. Proteomics là gì?

1.1. Proteomics là gì?

Proteomics là ngành khoa học nghiên cứu toàn diện về protein. Protein là các phân tử giữ vai trò trung tâm trong hầu hết các quá trình sinh học. Chúng tham gia vào nhiều chức năng, từ truyền tín hiệu, xúc tác phản ứng, đến cấu trúc tế bào và phản ứng miễn dịch.

Chính vì vậy, proteomics đang ngày càng đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu y sinh. Nghiên cứu giúp khám phá biomarker (dấu ấn sinh học) để chuẩn đoán và phát hiện sớm bệnh tật. Proteomics cũng đẩy nhanh quá trình phát triển thuốc đích và ứng dụng trong y học cá thể hóa. Tuy nhiên, nghiên cứu proteomics hiện đại cũng đặt ra nhiều thách thức lớn.

Một số ứng dụng đặc biệt của Proteomics trong sinh học

1.2. Những thách thức trong nghiên cứu proteomics

Dù mang lại nhiều giá trị trong nghiên cứu y sinh, phân tích proteomics hiện đại vẫn đang đối mặt với hàng loạt thách thức.

• Tính phức tạp của mẫu: Một mẫu có thể chứa hàng ngàn protein với dải nồng độ rộng. Điều này khiến việc phát hiện đầy đủ và chính xác trở nên vô cùng khó khăn.

• Biến thể và sửa đổi hậu dịch mã (PTMs): Protein trong cơ thể không tồn tại ở một dạng duy nhất. Chúng có thể thay đổi cấu trúc, làm thay đổi hoàn toàn chức năng, vị trí hoặc tính chất phân tử.

• Hạn chế của phương pháp tìm kiếm theo cơ sở dữ liệu có sẵn: Cách tiếp cận truyền thống dựa vào cơ sở dữ liệu tham chiếu dễ bỏ sót những peptide mới, biến thể mới, hoặc các kháng thể đơn dòng.

• Nhiễu nền và tín hiệu yếu: Các peptide quan trọng có thể tồn tại ở nồng độ rất thấp. Chúng bị nhiễu bởi tín hiệu nền trong phổ khối, dẫn đến việc không thể phát hiện hoặc giải mã chính xác.

Đây chính là lý do khiến ngày càng nhiều nhà khoa học lựa chọn nghiên cứu proteomics với ZenoTOF 7600 kết hợp với kỹ thuật giải trình tự De novo. Phương pháp này không phụ thuộc vào cơ sở dữ liệu có sẵn. Nó cho phép giải mã các peptide chưa từng được mô tả trước đó. Từ đó, mở ra cơ hội khám phá sâu hơn về cấu trúc và chức năng protein trong nhiều bối cảnh sinh học và bệnh lý.

2. Phương pháp giải trình tự De novo

Giải trình tự De novo là kỹ thuật xác định trình tự axit amin của peptide hoặc protein. Phương pháp này thực hiện trực tiếp từ dữ liệu phổ khối mà không cần dựa vào bất kỳ cơ sở dữ liệu tham chiếu nào. Thay vì đối chiếu dữ liệu phổ với một danh sách trình tự protein đã biết, thuật toán De novo xây dựng trình tự mới hoàn toàn. Trình tự này được xây dựng dựa trên mẫu ion thu được, giúp phát hiện các peptide hoặc protein chưa từng được mô tả trước đó.

Một lợi thế rõ ràng của giải trình tự De novo là nó hoạt động cho cả peptide có trong cơ sở dữ liệu và peptide mới. Phương pháp này mang tính đột phá trong nghiên cứu proteomics. Nó mở rộng phạm vi phân tích đến cả những phân tử chưa từng được đưa vào cơ sở dữ liệu. Đồng thời, phương pháp này cung cấp thông tin chính xác về các đột biến, biến thể hoặc sửa đổi đặc biệt.

De novo sequencing đặc biệt phù hợp trong các tình huống sau:

• Nghiên cứu protein từ sinh vật chưa có dữ liệu hệ gen. Điều này áp dụng cho nghiên cứu vi sinh vật môi trường, sinh vật quý hiếm hoặc các loài mới được khám phá.
• Phát hiện đột biến hoặc biến thể cá thể. De novo giúp xác định các biến thể protein đặc hiệu mà cơ sở dữ liệu không có.
• Xác định trình tự kháng thể hoặc peptide tổng hợp. Những phân tử này thường được thiết kế riêng và không tồn tại trong bất kỳ cơ sở dữ liệu chung nào.
• Phân tích mẫu sinh học hiếm hoặc chưa biết nguồn gốc. Các mẫu từ dịch sinh học hoặc mô chưa được phân loại đầy đủ.
• Xác thực lại dữ liệu database search. De novo có thể được dùng để kiểm tra độ chính xác hoặc phát hiện thông tin bị bỏ sót trong kết quả tìm kiếm truyền thống.

Nhờ khả năng vượt qua giới hạn của các phương pháp phân tích truyền thống, giải trình tự De novo đang ngày càng được ưa chuộng trong nghiên cứu proteomics với ZenoTOF 7600 từ Sciex. Sự kết hợp này mang lại hiệu quả vượt trội trong việc phân tích protein phức tạp và khám phá các peptide mới mà các phương pháp dựa trên cơ sở dữ liệu không thể phát hiện.

3. Cải tiến giải pháp trong giải trình tự De novo với ZenoTOF 7600

3.1. Nghiên cứu Proteomics với ZenoTOF 7600 bằng phương pháp giải trình tự de novo

Ưu điểm nổi bật của hệ thống ZenoTOF 7600 trong phân tích proteomics

Hệ thống khối phổ ZenoTOF 7600 từ Sciex có những tính năng vượt trội:

• Công nghệ Zeno trap: Một được thiết kế giúp tích lũy ion trước khi vào QTOF. Quá đó, tín hiệu được cải thiện đáng kể. Công nghệ này tăng độ nhạy của thiết bị lên đến 20 lần so với QTOF truyền thống. Đây là một lợi thế đặc biệt trong các phân tích yêu cầu phát hiện các peptide nồng độ thấp.
• Chức năng quét Zeno Swatch DIA: ZenoTOF 7600 được cải tiến chức năng quét tuần tự toàn bộ ion theo từng khoảng khối phổ độc lập, cho phép ghi nhận dữ liệu từ các mẫu đa dạng và phức tạp.
• Kĩ thuật phân mảnh EAD (electron activated dissociation): Phân mảnh EAD tạo ra phổ MS/MS giàu thông tin giúp tăng độ bao phủ và độ chính xác khi giải trình tự peptide bằng de novo.
• Độ chính xác khối cao: Một trong những yêu cầu quan trọng nhất của giải trình tự De novo là khả năng phân biệt chính xác giữa các acid amin có khối lượng gần nhau (như Lys/Gln hoặc Leu/Ile). Với độ phân giải cao và độ chính xác khối vượt trội, ZenoTOF 7600 cho phép phát hiện chính xác.

ZenTOF 7600 được thiết kế linh hoạt trở thành công cụ đắc lực cho nhiều ứng dụng phức tạp: Giải trình tự De novo; Phân tích Post-Translational Modifications (PTMs); nghiên cứu protein biến thể hoặc đột biến; …

3.2. Phần mềm Bio Tool Kit và Peak studio

Việc giải trình tự De novo không chỉ phụ thuộc vào phần cứng mạnh mẽ như ZenoTOF 7600. Hệ thống này còn cần các phần mềm phân tích chuyên dụng để xử lý dữ liệu phức tạp. Trong đó, Bio Tool Kit và PEAKS Studio là hai công cụ quan trọng. Chúng giúp tối ưu hóa toàn bộ quy trình phân tích.

Bio Tool Kit hỗ trợ xử lý và lọc dữ liệu tạo ra từ hệ thống ZenoTOF 7600. Công cụ này cũng có khả năng kiểm tra thủ công hoặc bán tự động các phổ MS/MS. Ngoài ra, nó giúp đánh giá khả năng khớp trình tự một cách chính xác.

Sau khi dữ liệu được xử lý, chúng sẽ được đưa vào PEAKS Studio. Tại đây, phần mềm thực hiện giải trình tự de novo tự động. Nó cũng giúp phát hiện các PTMs và định danh protein. Việc này hoàn toàn không phụ thuộc vào cơ sở dữ liệu sẵn có.

Quy trình xử lý dữ liệu của PEAK Studio

4. Tìm hiểu trực tiếp cùng chuyên gia

Để giúp bạn hiểu rõ hơn về:

• Giá trị của giải trình tự De novo trong quy trình làm việc của proteomics hiện đại
• Tìm hiểu quy trình làm việc: Bao gồm (MarkerView) → kiểm tra trình tự (BioToolKit) → giải trình tự tự động (PEAKS)
• Xem cách phân mảnh EAD cải thiện độ tin cậy trong kết quả De novo
• Nhận mẹo về cách sử dụng tối ưu các công cụ khác nhau để điều tra sâu hơn

Việt Nguyễn hân hạnh mời bạn tham gia Webinar:

Advancing de novo sequencing in proteomics with ZenoTOF 7600 system, Bio Tool Kit software, and PEAKS Studio

Thời gian: 9:00 am 28^th May, 2025
Hình thức: Trực tuyến qua Zoom
Diễn giả: Jeremy Potriquet, Field Application Specialist, SCIEX
Đăng ký miễn phí tại: Webinar – Nghiên cứu proteomics với ZenoTOF 7600

Việt Nguyễn là đại lý chính thức sản phẩm Sắc ký lỏng khối phổ LC-MS/MS hãng SCIEX tại Việt Nam

Quý khách hàng cần hỗ trợ tư vấn, xin liên hệ Việt Nguyễn thông tin sau: