$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Matris destekli lazer desorpsiyon/iyonizasyon uçuş süresi (MALDI-TOF) kütle spektrometresinin (MS), cins, tür ve bazı durumlardasuş seviyeleri 1-4'teki bakterilerin tanımlanması için hızlı ve güvenilir bir araç olduğu gösterilmiştir. MALDI-TOF MS, hücre yüzeylerinden, hücre içi zarlardan ve bakteri bütün hücrelerinden veya protein ekstraktlarından ribozomlardan kaynaklanan biyolojik molekülleri (tipik olarak proteinler) iyonize eder1,5. Elde edilen tepeler, analiz edilen bakterilerin karakteristik desenlerini veya "parmak izlerini" oluşturur1. Bakterilerin tanımlanması, bu kütle-yük "parmak izlerine" dayanır.
En sık kullanılan tanımlama stratejilerinden ikisi kütüphane tabanlı ve biyoinformatik tabanlı stratejilerdir1. Kütüphane tabanlı yaklaşımlar, bilinmeyenlerin kütle spektrumlarının, tanımlama için veritabanlarında/kütüphanelerde bilinen bakterilerin daha önce toplanan kütle spektrumlarıyla karşılaştırılmasını içerir. BioNumerics, Biotyper ve SARAMIS yazılım paketleri gibi ticari olarak temin edilebilen yazılımların yanı sıra SpectraBank6 gibi açık kaynaklı yazılım araçları, bilinmeyenlerin kütle spektrumları ile referans bakteriler arasındaki benzerliğin karşılaştırılmasını ve ölçülmesini kolaylaştırmak için mevcuttur. Biyoinformatik tabanlı yaklaşımlar genellikle tanımlama için tam olarak dizilenmiş bakteri genomlarına dayanır. Belirli piklerin biyolojik doğasının tanımlanmasını içermeyen kütüphane tabanlı yaklaşımların aksine, biyoinformatik tabanlı yaklaşımlar protein tanımlamasını içerir1.
Son MALDI parmak izine dayalı çalışmaların çoğu, bakterileri tanımlamak için kütüphane tabanlı yaklaşımlar kullanmıştır1. Kütüphane tabanlı yaklaşımlar, veri tabanlarının oluşturulmasını ve kütle spektrumları arasındaki benzerliğin karşılaştırılmasını gerektirir. Çalışmalar, ortam3,7, yetiştirme süresi8, numune hazırlama yöntemi3 ve kullanılan matris9 gibi birçok deneysel prosedürün elde edilen kütle spektrumlarını etkilediğini göstermektedir. Ayrıca, yakından ilişkili bazı türler ve suşlar, yalnızca ince farklılıklarla spektrumlar üretir. Bu nedenle, kütüphane tabanlı yaklaşımlar, kopyalar arasında yüksek oranda tekrarlanabilir kütle spektrumları oluşturmak için titizlikle standartlaştırılmış prosedürler gerektirir. Protokollerdeki küçük değişiklikler, özellikle alt türler vesuş seviyeleri 1,3,10'da tanımlamanın etkinliğini tehlikeye atabilir. Ancak, ne üretici tarafından sağlanan referans veritabanları ne de bildirilen özel veritabanları, veritabanı oluşturma ve/veya bir veri analizi boru hattının uygulanması için görsel olarak belgelenmiş prosedürleri içermez. Bu nedenle, bu çalışmanın amacı, MALDI-TOF MS kullanarak kütüphane tabanlı bakteri tanımlaması için kapsamlı ve ayrıntılı bir prosedür geliştirmek, uygulamak ve göstermekti.
Bu gösterimde, karstik bir ortamdan (Kartchner Cavern, AZ, ABD) izole edilen 15 bakterinin kütle spektrumları toplandı ve bir model veritabanı oluşturmak için yazılıma aktarıldı. Veri işleme ve analiz hattı, model veritabanı kullanılarak detaylandırıldı. Son olarak, bu 15 bakteriden rastgele seçilen kör kodlu bakterilerin kütle spektrumları tekrar toplandı ve tanımlama için model veri tabanındaki referans spektrumları ile karşılaştırıldı. Sonuçlar, bakterilerin benzerlik katsayılarına veya potansiyel biyobelirteçlere/tepe sınıflarına dayalı olarak doğru bir şekilde tanımlanabileceğini göstermektedir.