ניווט בנתונים פרוטאומיים מבוססי ספקטרומטריית מסה באמצעות כלים חישוביים חינמיים

העבודה שלנו מספקת מדריך לביולוגים לנתח נתונים פרוטאומיים מורכבים באמצעות כלים חינמיים. אנו שואפים להעצים אותם לאמת ממצאים ולחקור מערכי נתונים ציבוריים. ביולוגים רבים אינם יכולים להשתמש בנתוני פרוטאום ציבוריים בגלל היעדר מדריך ברור.

העבודה שלנו מגשרת על זה, ומאפשרת תיקוף ללא ניסויים חדשים בחיות בר. העבודה שלנו משתמשת בתוכנה חדישה וחינמית שאינה תלויה בספק. כלים אלה מהירים יותר, רגישים יותר ומספקים גילוי פרוטאום מדויק יותר מכלים מסורתיים רבים.

כדי להתחיל, הורד את קובץ ההתייחסות של פרוטאום FASTA ממסד הנתונים של UniProt. לחץ על כפתור הוסף FASTA כדי לטעון את קובץ ה- proteome ההפניה לתוכנת DIA-NN. בחר את שתי האפשרויות, תקציר FASTA ליצירת ספריית חיפוש בחינם בספרייה וחיזוי ספקטרום מבוסס למידה עמוקה, RTs והודעות מיידיות תחת סעיף יצירת היונים המבשר.

לאחר מכן, לחץ על כפתור ההפעלה כדי ליצור ספרייה ספקטרלית חזויה. בטל את הבחירה בשתי האפשרויות תחת המקטע יצירת יונים קודם. לחץ על כפתור הסוג המתאים לפורמט הקובץ מתחת לקטע הקלט כדי לטעון את נתוני ה- DIA.

כעת, הגדר גם את דיוק המסה וגם את דיוק MS1 לאפס חלקים למיליון בסעיף האלגוריתם. התאם את הגדרות טווח המסה של המבשר והשבר תחת קטע יצירת היונים המבשר בהתאם להגדרת הניסוי. השאר את הגדרות התוכנה האחרות ללא שינוי.

לאחר מכן, לחץ על כפתור ההפעלה. המתן עד לסיום מוצג בממשק הפעולה, המציין שהניתוח הושלם. לחץ על סמל צינור ה-frag הממוקם בתיקיית הפח לאחר ההתקנה.

נווט ללשונית התצורה כדי להציג את כל ההגדרות התלויות. בדוק אם מודולי MSFragger, IonQuant, diaTracer, DIA-NN ו-Python זמינים במערכת שלך. אם חסרים מודולים, לחץ על הורד עדכן או הורד כדי לאחזר אותם.

כעת, עבור לכרטיסיה זרימת עבודה. בחר ברירת מחדל מהתפריט הנפתח של זרימת העבודה ולחץ על טען זרימת עבודה. לאחר מכן, לחץ על הוסף קבצים כדי להזין את נתיבי הקבצים.

הקצה את שם הניסוי ומספר השכפול הביולוגי תחת הקצאת קבצים או השאר אותו ריק. לאחר מכן, לחץ על לשונית מסד הנתונים כדי לעבור אליו. טען קובץ FASTA מהדיסק או הורד קובץ המתאים למין המדגם.

במהלך ההורדה, בחר את האפשרויות שנבדקו ברצפים בלבד, הוסף פיתויים והוסף מזהמים נפוצים לריצה פשוטה. לחץ על הכרטיסייה MSFragger כדי לשנות את התצוגה. בחר תצורת ברירת מחדל של חיפוש סגור ולחץ על טען.

תחת הגדרות התאמה מרבית, שמור על כל ערכי ברירת המחדל. הן לכיול והן למיטוב, בחר אף אחד כדי להפחית את זמן העיבוד. לעיכול חלבון, התאם את הפרמטרים על סמך דרישות הניסוי שלך ושמור על הגדרות ברירת המחדל הנותרות.

כעת, עבור ללשונית האימות. בטל את הסימון של חיזוי RT וחיזוי ספקטרום, מכיוון שאפשרויות אלה מיועדות לתהליכי עבודה של רכישה בלתי תלויים בנתונים. לחץ על הכרטיסייה quant MS1.

בחר הפעל MS1 quant ולאחר מכן לחץ על טעינת ברירות מחדל כמותיות. בחר כמות יונים והשאיר את כל ההגדרות האחרות בערכי ברירת מחדל. לבסוף, לחץ על הכרטיסייה הפעלה כדי להמשיך.

בחר את ספריית הפלט הרצויה ולחץ על הפעלה כדי להתחיל לנתח את הנתונים. בחולים עם אדנוקרצינומה של צינור הלבלב, או PDAC, SERPINA5 ו-HPSE הראו ביטוי מופחת משמעותית, בעוד ש-FGB הראה ביטוי מוגבר בסרום בהשוואה לאנשים רגילים. בדגימות גידול קרצינומה של הכבד, ENO3, PLS3, MTAP, SERPINB9 ו-ITPR2 הראו ביטוי מופחת ביחס לרקמות מזווגות, בעוד ש-ME1, CYP27A1, RPS16 ו-ATP5PF היו מוגברים משמעותית.

הדמיית מפת חום חשפה ביטוי חלבון מוגבר באופן עקבי בסרום של חולי PDAC בהשוואה לאנשים רגילים. ניתוח העשרה אונטולוגית גנטית של סרום PDAC חשף ויסות משמעותי של תהליכים הקשורים לקרישה והמוסטזיס. ניתוח GO של גידולי קרצינומה בכבד זיהה העשרה בתהליכים נוקלאוטידים ומטבוליים, כולל מטבוליזם של נוקלאוטידים פורין ומסלולים מטבוליים של NAD.

ניתוח העשרת מסלול KEGG של סרום PDAC חשף הפעלה משמעותית של מסלול מפלי המשלים והקרישה, יחד עם פירוק גליקוזאמינוגליקן. ניתוח KEG בדגימות גידול קרצינומה של הכבד זיהה העשרה באיתות PPAR, מטבוליזם פחמן ומסלולי מחלות ניווניות, אם כי עם מובהקות סטטיסטית נמוכה יותר. רשת האינטראקציה בין חלבון לחלבון עבור חלבוני סרום PDAC מווסתים חשפה אשכול מרכזי הכולל גורם קרישה 11, שרשרת בטא פיברינוגן ומעכב פרוטאז סרין פלזמה, כמו גם מספר חלבונים מבודדים, כולל HPSE, דמוי אנטיגן CD5 ו-CRISP3.