DIA定量蛋白质组学

数据非依赖性采集（DIA）指在样品进入二级质谱时按照设定的质荷比（m/z）范围对范围内所有母离子进行碎片化。DIA方法不依赖信号强度进行母离子挑选，得到的数据量庞大且复杂，因此需要搜索预先对少量样本通过数据依赖性采集（DDA）方法检测构建的数据库进行准确匹配，从而提高鉴定准确性。Direct DIA，即DDA-free DIA（dDIA）能够利用机器深度学习直接通过搜索DIA原始谱图生成数据库，不用再进行DDA建库。dDIA能够通过深度学习打分寻找谱峰碎裂规律，预测保留时间，去除假阳性结果，在保留DIA优势的同时提高了效率。DIA技术（data-independent acquisition，数据非依赖采集）融合了传统蛋白质组shotgun的高通量和质谱定量金标准PRM的定量准确的优点，被Nature Methods杂志评为2015年最值得关注的技术。

 

技术原理

传统的蛋白质组技术shotgun、Label free、iTRAQ/TMT等在数据采集过程中存在较高的数据丢失和采集的随机性即DDA（data-dependent acquisition）的采集方式。在这个采集过程中，每个扫描周期内， 质谱只对丰度较高的信号进行二级信号采集，其余信号的二级信号则丢失了。

而DIA（data-independent acquisition）技术原理是将所有的信号预先划分为几块，然后对每块区域里面的所有一级信号，全部一次性进行二级采集。从而实现了高度的覆盖性，以及在此基础上的高度重现性。

DIA模式下的信号采集窗口展示

 

DIA技术优势

1. 稳定性好：与传统的DDA采集模式相比，是无偏好的全息扫描，获得的信息全面，解析出的蛋白较普通LFQ方法多，稳定性更好，缺失值相对较少。

2.定量准确度高：定量准确度与PRM技术相当。

3.适用范围广：单个样本上机，能进行一定程度上的有或无鉴定，能用于不同组织类型蛋白表达谱的比较。

4.时间跨度大：样本中加入了保留时间校正的标准肽段，不受上样时间限制，能够对不同时间上机的样本进行保留时间校正后，进行整体数据分析，更适合大样本量，疾病类样本。

 

实验流程

 

 

经典案例

合作文章|菟丝子与其寄主植物之间广泛的植物间蛋白质转移

发表期刊：Molecular Plant
影响因子：17.1
发表单位：中国科学院昆明植物研究所
发表时间：2019.12.05

研究背景

旋花科菟丝子属的菟丝子是典型的全寄生植物，它的根和叶片退化，必须依靠寄主才能存活。菟丝子将自己的茎缠绕在寄主的茎上，并产生吸器侵入到寄主的茎内获得水分和营养等生长所需物质，同时一些大分子物质，例如病毒、植原体、RNA以及次生代谢产物也能通过这种连接在寄主与菟丝子间进行交流。虽然已经确定了各种移动蛋白在植物内可转移，但菟丝子和寄主植物之间的蛋白质是否转移以及在多大程度上转移仍不清楚。

研究结论

该研究首次揭示了寄主-寄生植物间以及通过菟丝子连接的不同寄主间能进行大规模的蛋白质交流。由于菟丝子能够寄生不同科属的植物，因此科和属特异的蛋白也能够跨不同科属直接转运至受体植物，从而可能使受体植物获得崭新的性状。本研究对了解植物间相互作用的分子机制有较重要意义，也为植物体内物质（包括信号）的长距离运输的研究提供了新视角和新的研究方法。