新一代单分子蛋白质测序技术

Quantum-Si的研究人员在《科学》杂志上发表了一篇文章，展示了通过半导体芯片和时域测序技术进行单分子蛋白质测序将如何改变生命科学和生物医学研究。这种首创的测序过程提供了对蛋白质的无与伦比的理解，将推动药物发现和诊断，并为世界带来变革性的健康和疾病见解。

Quantum-Si由世界知名科学家、企业家和国家技术与创新获得者JonathanRothberg博士创立，开发了其下一代单分子蛋白质测序技术，以创造更好、更全面的蛋白质研究方法，并影响现代疾病的诊断。

“我很自豪也很兴奋能与世界分享我们的第一个下一代单分子蛋白质测序技术，”该论文的资深作者Rothberg博士说。“正如我与我的第一批基因组学合作者在DNA测序方面所做的工作导致SvantePääbo获得诺贝尔奖一样，我完全希望Quantum-Si技术的早期采用者能够做出同样深刻和有影响力的发现。”

Quantum-Si蛋白质测序平台概述。图片来源：Quantum-Si,Inc.

正如《科学》杂志发表的“集成半导体器件上的实时动态单分子蛋白质测序”中所述，Quantum-Si的半导体芯片包含数百万个孔，允许并行编目许多蛋白质并了解这些蛋白质在单分子水平上被修饰。该公司的下一代测序系统使用源自天然途径的蛋白质和酶检测和切割氨基酸，这些途径在细胞中执行类似的过程。这种方法消除了其他技术面临的复杂化学和大型昂贵设备的障碍，同时提供了加速生物医学研究所需的灵敏度、可扩展性和可访问性。

“以前无法想象使用小型台式仪器对单个蛋白质分子进行大规模并行测序的概念，”该研究的合著者兼Quantum-Si研究负责人BrianD.Reed博士说。“研究人员已经使用间接方法来了解蛋白质，并且一直在等待能够像DNA测序对基因组学一样改变蛋白质组学的工具。我们的平台能够绘制蛋白质修饰图，这是其他技术难以检测到的，将极大地促进我们对蛋白质在健康和疾病中的功能和调节的理解。”

科学研究中概述的有关Quantum-Si单分子蛋白质测序过程的其他信息包括：

一种动态方法，其中通过染料标记的N端氨基酸识别器的混合物实时探测单个肽，并同时被氨肽酶切割;

通过测量集成半导体芯片上的荧光强度、寿命和结合动力学来注释氨基酸和识别肽序列;

识别器以信息丰富的方式识别多个氨基酸，从而能够区分单个氨基酸取代和翻译后修饰(PTM)，从而更详细地了解单个蛋白质及其变异，以用于未来的疾病识别和预防。

题为“集成半导体上的实时动态单分子蛋白质测序”的文章发表在2022年10月14日的《科学》杂志上，可在线获取和印刷版。