蛋白质是生命功能的基石，单分子、单细胞水平的蛋白质测序技术能够为科学研究带来突破性的进展，并推动人类疾病诊断和治疗的进步。尽管基于质谱的蛋白质组学技术已经能够快速、高通量地鉴定生物样品中的蛋白质，但是与更为成熟的核酸测序技术相比，尚不能借助类似聚合酶链式反应（PCR）的技术直接扩增蛋白质分子，低丰度蛋白质的测序依然存在巨大的挑战。
针对蛋白质不能被直接扩增的问题，北京大学化学与分子工程学院、北大-清华生命联合中心陈鹏课题组与王初课题组合作，综合利用氨基酸特异的化学偶联反应、核酸定量扩增技术和计算机辅助的蛋白质指纹识别算法，开发了一种全新的蛋白质“扩增测序”的方法（AmproCode）。该工作近期发表于《国家科学评论》（National Science Review，NSR）。
AmproCode技术示意图
作者借助氨基酸侧链特异的偶联反应，设计了半胱氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、天冬氨酸/谷氨酸和酪氨酸特异的DNA偶联策略，将DNA“条码”成功标记到目标氨基酸的侧链上。qPCR能定量放大DNA“条码”的信号，实现蛋白质中特定氨基酸的“编码”与“扩增”，检测限低至飞摩尔每升，比质谱和ELISA灵敏10到10000倍。同时，作者为之“量身定做“了蛋白质解析的计算机程序，以分析qPCR定量的氨基酸比例信号，完成对数据库中蛋白质的指认。作者实验完成了ELA、URP和Aβ三条合成的分泌组多肽的鉴定，还借助计算机模拟证明了AmproCode能够成功鉴定超过90%的人类蛋白质，并评估了不同实验参数对AmproCode性能的影响，展示了此技术的应用潜力。
不同于近些年诸多将单分子技术应用到蛋白质测序领域的尝试，AmproCode是一种将蛋白质转化为可扩增分子的突破性技术，为开发下一代蛋白质测序技术提供了全新的思路。
北京大学化学与分子工程学院、北大-清华生命联合中心陈鹏教授和王初教授为该文的共同通讯作者。陈鹏课题组博士研究生郭玮明、王初课题组副研究员刘源和陈鹏课题组博士后韩雨是该文的共同第一作者，唐欢博士，樊新元副教授等合作者也为该课题做出了贡献。该工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金委、北京市自然科学基金委以及腾讯探索奖的资金支持。
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