目前大多研究团队主要利用质谱仪进行蛋白质定序，但该仪器仍有待改善之处，其一为灵敏度不高，它只能检测到一百万个拷贝数以上的蛋白，太低就无法检测到。其二为低通量（throughput），它只能检测单一样本的数千种蛋白，因此需花较多资源和时间去筛检所要的蛋白。
近日（10 月 22 日），由德洲大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）细胞和分子生物学研究所的Edward Marcotte 教授所率领的研究团队开发出一种类似基因体次世代定序（next generation sequencing, NGS）的新技术来定序蛋白质，与现有的质谱仪技术相比，该技术有更高的灵敏度和通量，能获得数百万的胜肽分子定序结果，更能直接辨识单一蛋白分子，该研究发表于《Nature Biotechnology》期刊上。
该研究团队的 Angela Bardo 博士首先改造了一种用于 NGS 的成像技术，称为 TIRF 显微镜，它能将化学标签附加到待分析的蛋白质上。接着，他们利用该方法对单一样本中的数百万个蛋白分子进行定序。他们对多肽样本中的半胱胺酸（cysteine）和离胺酸（lysine）残基进行选择性的萤光标记，然后将其固定在玻璃表面，接着在蛋白质经过连续 Edman 降解循环后，再透过全内反射显微镜方法（internal reflection microscopy）来监测每个一分子的萤光减少状况。再来，他们将获得的萤光序列分配到参考数据库中的母体蛋白。
此外，他们也利用 zeptomole (10-21 mole) 级的合成胜肽和天然衍生胜肽测试了该新方法。同时，他们还对磷酸丝胺酸（serine）进行了萤光标记，实现了单分子中磷酸化位点的读取。
Marcotte教授表示，若持续改进该技术，未来可检测到单一样本可望达到数十亿的蛋白分子。该技术除了对生物医学基础研究产生重大影响，还更助于人们发现新的生物标记，以及协助癌症及其他疾病的诊断。例如，科学家有望能透过该技术分析每个细胞，以了解肿瘤是如何从一小部分相同的细胞发展成不同的细胞组，以及进一步分析每个细胞特性，进而发明新的方法或技术来攻击癌症。
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1. Nature Biotechnology, 2018; DOI: 10.1038/nbt.4278
2. https://news.utexas.edu/2018/10/22/new-protein-sequencer-could-transform-biological-research
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