우리는 XY-Meta와 metaX를 함께 통합하는 표적화되지 않은 대사 산물 워크 플로우를 구축했습니다. 이 프로토콜에서는 XY-Meta를 사용하여 오픈 액세스 스펙트럼 참조에서 데코이 스펙트럼 라이브러리를 생성하는 방법을 표시 한 다음 FDR 제어를 수행하고 대사체 스펙트럼을 확인한 후 metaX를 사용하여 대사 산물을 정량화했습니다.
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방법 논문
FDR 제어 기반 비표적 메타볼로임에 대한 식별 및 정량화의 통합 워크플로우
* These authors contributed equally
이 논문에서
요약
초록
표적화되지 않은 대사체학 기술은 최근 몇 년 동안 널리 사용되고 있다. 그러나 빠르게 증가하는 처리량과 샘플 수는 엄청난 양의 스펙트럼을 생성하므로 질량 분광법 스펙트럼의 품질 관리에 대한 문제가 발생합니다. 거짓 긍정을 줄이려면 FDR(거짓 발견률) 품질 관리가 필요합니다. 최근에, 우리는 XY-Meta라는 Target-Decoy 전략을 기반으로 하는 비표적 대사체 식별의 FDR 제어를 위한 소프트웨어를 개발했습니다. 여기서는 XY-Meta와 metaX를 함께 통합하는 완벽한 분석 파이프라인을 시연했습니다. 이 프로토콜은 XY-meta를 사용하여 기존 참조 데이터베이스에서 데코이 데이터베이스를 생성하고 오픈 액세스 데이터 세트에서 대규모 대사체 식별을 위해 Target-Decoy 전략을 사용하여 FDR 제어를 수행하는 방법을 보여줍니다. 차등 분석 및 대사산물 주석은 대사산물 피크 검출 및 정량을 위해 metaX를 실행한 후에 수행되었다. 더 많은 연구자를 돕기 위해 우리는 생물 정보학 기술이나 컴퓨터 언어가 필요없이 이러한 분석을위한 사용자 친화적 인 클라우드 기반 분석 플랫폼을 개발했습니다.
서론
대사 산물은 생물학적 과정에서 중요한 역할을합니다. 대사 산물은 종종 에너지 전달, 호르몬 조절, 신경 전달 물질의 조절, 세포 통신 및 단백질 번역 후 변형 등 1,2,3,4와 같은 다양한 과정의 조절자입니다. 표적화되지 않은 대사체학은 수많은 대사 산물 5,6에 대한 세계적인 시각을 제공합니다. 질량 분광법 및 크로마토그래피 기술의 발전으로 대사체 MS/MS 스펙트럼의 처리량 은 최근 몇 년 동안 7,8,9,10,11 급속히 증가하고 있습니다. 이러한 거대한 데이터 세트에서 대사 산물을 식별하기 위해 MZmine 12, MS-FINDER 13, CFM-ID 14, Me....
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프로토콜
1. 분석을 위해 대사체학 데이터 세트 준비
참고: 이 데모에서는 QC 샘플 없이 대사체학 데이터 세트를 사용합니다. 케이스 및 제어 그룹에 대한 데이터가 필요합니다. 데모를 위해 GNPS 데이터베이스27에서 공용 데이터 세트를 사용합니다.
- 웹 페이지로 이동하 https://gnps.ucsd.edu/ProteoSAFe/static/gnps-splash.jsp. 데이터 집합 찾아보기를 클릭합니다.
- 제목 열에서 키워드 "msv000084112"를 검색합니다. 자세한 내용은 데이터 집합 ID 번호를 클릭하고 FTP를 사용하여 데이터 집합을 다운로드합니다.
- 원시 데이터를 /msv000084112 폴더에 넣습니다.
참고: 이 데이터 세트는 Q Exactive 플랫폼의 C18 RP-UHPLC를 사용하여 포지티브 모드에서 획득했습니다. 소변 샘플의 대사에 특징이 없는 질병을 가진 코호트 데이터를 나타내며, 건강한 사람의 샘플 33개, 빈 샘플 12개, 환자 28명의 혼합 샘플 및 82개의 샘플을포함한다(보충 ....
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결과
msv000084112의 원시 데이터는 msconvert에 의해 변환되고.exe mgf 파일을 생성하였다(보충 자료 S6).
XY-메타는 /database 폴더 아래에 GNPS-NIST14-MATCHES_Decoy.mgf 파일을 생성했습니다. 이것은 원래의 참조 스펙트럼 라이브러리 GNPS-NIST14-MATCHES.mgf에서 생성 된 데코이 라이브러리입니다. 이 디코이 라이브러리는 재사용할 수 있습니다. 이 decoy 라이브러리를 다시 사용할 때 사용자는 parameter.default 파일에서 decoy_pattern을 1로 설정하고 decoyinput 을 decoy 라이브러리의 절대 경로로 설정해야 합니다. 식별 결과는 /mgf 폴더 (접미사 .meta 포함) 아래에 생성되었으며, 여기에는 스펙트럼 일치 점수, FDR, 대사 산물의 m / z, 체류 시간 및 대사 산물의 이름 (보충 자료 7)이 포함됩니다.
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토론
표적화되지 않은 대사 산물의 FDR 제어는 큰 도전이었습니다. 여기에서, 우리는 FDR 통제를 통한 대규모 비표적 대사체학 분석 (질적 및 양적)의 완전한 파이프 라인을 시연했습니다. 이것은 MS 분석에서 매우 일반적인 오탐을 효과적으로 줄입니다.
연구에 적합한 참조 스펙트럼 라이브러리를 준비하는 것이 핵심 포인트입니다. 성공적이고 민감한 MS/MS 식별을 위해서는 적절한 매칭 알고리즘뿐만 아니라 적절한 기준 스펙트럼 라이브러리도 필요합니다. 공공 스펙트럼 라이브러리의 적용 가능성은 다음과 같은 이유로 인해 제한됩니다 : (1) 많은 공공 스펙트럼 라이브러리는 완전한 대사 산물 목록을 포함하지 않습니다. (2) 공공 스펙트럼 라이브러리의 스펙트럼은 다양한 MS 기기 및/또는 다양한 단편화 조건(30,31)으로부터 기원하였다. 따라서 표준 대사 산물을 사용하여 동일한 계측기 및.......
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공개 사항
이해 상충이 없습니다.
감사의 글
이 작업은 국가 핵심 연구 개발 프로그램 (2018YFC0910200 / 2017YFA0505001)과 광동 키 R & D 프로그램 (2019B020226001)의 지원을 받습니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| GNPS | 오픈 소스 | n/a | https://gnps.ucsd.edu/ProteoSAFe/static/gnps-splash.jsp |
| XY-Meta | 오픈 소스 | n/a | https://github.com/DLI-ShenZhen/XY-Meta |
| metaX | 오픈 소스 | n/a | https://github.com/wenbostar/metaX |
| ProteoWizard | 무료 다운로드 | 3.0.22116.18c918b-x86_64 | |
| https://proteowizard.sourceforge.io/download.html 기. 클라이언트 | 무료 다운로드 | ndp48-x86-x64-allos-enu | http://www.chi-biotech.com/technology.html?ty=ypt |
참고문헌
- Misra, B. B., Fahrmann, J. F., Grapov, D. Review of emerging metabolomic tools and resources: 2015-2016. Electrophoresis. 38 (18), 2257-2274 (2017).
- Idle, J. R., Gonzalez, F. J. Metabolomics. Cell Metabolism. 6 (5), 348-351 (2007).
- Fiehn, O. Metabolomics — the link between genotypes and phenotype....
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