橫濱市立大學的一個研究小組成功地對單個紅細胞進行了世界上第一個“單細胞天然質譜分析”。全球綜合科學學院四年級學生坂本和香(現為碩士一年級學生)正在進行畢業研究。
為了按原樣分析蛋白質,使用“天然質譜法”,其電離蛋白質,同時盡可能保持對其功能重要的結構未變性,並測量質量。在一般質譜分析中,通過添加酸或有機溶劑來創造有利於電離的條件以提高靈敏度,但在天然質譜分析中,即使在一定程度上犧牲了靈敏度,樣品也被製備為中性水溶液。通常情況下,會研磨並收集大量細胞來純化蛋白質並用於實驗,但如果可以逐個細胞地分析大量功能蛋白質,則可以一一比較各種狀態的細胞。
課題組參考前期研究開發的用於數百分子量小化合物綜合分析的實驗方法,繼續對顯微鏡下的紅細胞取樣方法、測定時添加的試劑、條件等進行了仔細研究。結果,通過優化各種條件,我們成功地從 30 個、10 個、最後 1 個紅細胞中重複採樣完整的血紅蛋白,並通過天然質譜法進行檢測。實驗過程包括將單個紅細胞快速吸入超細玻璃管中,加入少量促進電離而不使蛋白質變性的醋酸銨水溶液,然後通過天然質譜法觀察血紅蛋白離子。
“原生”即“單細胞”的質譜技術有望使更準確地捕捉和比較每個活細胞中蛋白質的狀態成為可能,為生命科學研究的發展做出巨大貢獻。