Первый метод судебной протеомики для обнаружения рицина

Исследовательница Изабель О'Брайон разработала первый метод судебной протеомики для быстрого обнаружения рицина — летального токсина, который часто кустарно изготавливают в домашних лабораториях. Этот метод позволяет судебным экспертам не только выявлять рицин, но и учитывать примитивные методы, которые используют потенциальные террористы для концентрирования токсина.

Метод не только упрощает и ускоряет обнаружение рицина, но и является шагом в международных усилиях по созданию правовой базы для судебной протеомики. Эта область анализирует все белки в неизвестном образце, чтобы быстро идентифицировать вещество из широкого спектра вариантов, одновременно собирая данные для дополнительных анализов.

Вклад в развитие судебной протеомики

О'Брайон входит в команду Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL), работающую над признанием судебной протеомики надежным доказательством в суде. Публикации, подобные её статье, закладывают основу для демонстрации того, что детектирование белков может давать достаточно доказательств, соответствующих судебным стандартам.

Более быстрая и эффективная детекция рицина

Для работы со сложными белковыми комбинациями О'Брайон применила метод анализа данных — спектральную библиотеку. Она содержит ключевую информацию о наблюдаемых молекулах в чистом белковом образце и позволяет быстро сравнивать неизвестные образцы с проверенным стандартом, а не с базами данных, заполненными компьютерно-сгенерированной информацией.

Одна из причин редкого использования спектральных библиотек для идентификации белков — риск ложноположительных результатов. Работа с чистым образцом смертельного рицина сопряжена со сложностями: токсин сильно регулируется и требует осторожного обращения.

Биомедики денатурировали белки рицина, расщепили их на более мелкие пептиды и измерили последние с помощью масс-спектрометров. Затем О'Брайон проанализировала полученные данные.

Поскольку реальные образцы дают более «зашумленные» данные, чем компьютерные модели, исследовательнице пришлось отсеять лишнюю информацию, определить, какие спектры (молекулярная информация) важны для идентификации, и организовать наиболее качественные спектры, чтобы избежать ложных срабатываний.

Для проверки точности библиотеки команда сравнила спектры десятков образцов кустарно приготовленного рицина. Во всех случаях библиотека правильно идентифицировала рицин так же, как и поиск по базам данных, но значительно быстрее.

Судебная протеомика и национальная безопасность

Хотя первая спектральная библиотека создана для токсинов на примере рицина, команда задокументировала процесс, чтобы сделать его воспроизводимым для других биологических угроз, включая абрин и ботулинический нейротоксин.

Эффективные и комплексные методы тестирования с использованием спектральных библиотек и других методов судебной протеомики означают, что другие улики в образце (например, методы приготовления) не обязательно уничтожаются в процессе идентификации. Поэтому такие библиотеки — не только ключевой шаг к отслеживанию производства опасных токсинов, но и часть усилий PNNL по развитию судебной протеомики.

Работа по созданию спектральной библиотеки финансировалась Управлением науки и технологий Министерства внутренней безопасности США, а стандартный очищенный образец рицина предоставил Институт Роберта Коха. Полная статья доступна в Journal of Proteome Research.