科技日报记者 张梦然

美国生命科学公司“量子硅”（QSI）13日在《科学》杂志发表其最新研究，展示了如何通过半导体芯片和时域测序技术进行单分子蛋白质测序。这种史无前例的测序过程提供了深入分子层面理解蛋白质的先进工具，将推动药物发现和诊断，为世界带来变革性的健康与疾病知识。

QSI由世界知名科学家乔纳森·罗斯伯格博士创立，致力于开发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，并改进现代疾病的诊断。

罗斯伯格称：“我很自豪和兴奋地与世界分享我们的下一代单分子蛋白质测序技术。正如我与第一批基因组学合作者在DNA测序方面所做的工作导致斯万特·帕博获得诺贝尔奖一样，我全心期望QSI技术的早期采用者能够作出同样深刻和有影响力的发现。”

QSI的半导体芯片包含数百万个孔，可并行编目许多蛋白质，并了解这些蛋白质如何在单分子水平上进行修饰。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并切割氨基酸，它们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需要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。

QSI单分子蛋白质测序过程是一种动态方法，其中单个肽由荧光染料标记的N端氨基酸识别剂混合物实时探测，同时由氨基肽酶切割，通过在集成半导体芯片上测量荧光强度、寿命和结合动力学来注释氨基酸和鉴定肽序列。其识别器能以丰富的信息鉴别多个氨基酸，从而可更详细地了解单个蛋白质及其变异，以便将来进行疾病识别和预防。

QSI研究主管布莱恩·里德博士称，利用小型台式仪器对单个蛋白质分子进行大规模平行测序，这在以前是不可想象的。研究人员一直在等待对蛋白质组学具有变革性的工具，就像DNA测序对基因组学一样。新平台绘制蛋白质修饰的能力，是其他技术难以企及的，将大大提高人们对蛋白质在健康和疾病中的功能和调节的理解。

总编辑圈点：

作为有机大分子，蛋白质是生命的物质基础，是生命活动的主要承担者。不言而喻，蛋白质相关研究在生命科学领域具有重要意义，围绕蛋白质研发出的研究工具、研究方法也层出不穷。比如曾经引起巨大关注的“阿尔法折叠”，就是用人工智能来预测蛋白质结构。前不久还有团队开发了可以设计蛋白质结构的研究工具。而最新研究中的下一代单分子蛋白质测序技术，又为科学家从分子层面深入理解蛋白质提供了强大帮手。