Ein integrierter Workflow zur Identifizierung und Quantifizierung von FDR-Kontroll-basierten, ungezielten Metabolomen

Zusammenfassung

Wir haben einen ungezielten metabolomischen Workflow entwickelt, der XY-Meta und metaX zusammen integriert. In diesem Protokoll zeigten wir, wie XY-Meta verwendet werden kann, um eine Lockvogel-Spektralbibliothek aus der Open-Access-Spektrenreferenz zu generieren, und führten dann eine FDR-Kontrolle durch und verwendeten das metaX, um die Metaboliten nach der Identifizierung der Metabolomik-Spektren zu quantifizieren.

Zusammenfassung

Ungezielte Metabolomik-Techniken sind in den letzten Jahren weit verbreitet. Der schnell steigende Durchsatz und die Anzahl der Proben erzeugen jedoch eine enorme Menge an Spektren, was die Qualitätskontrolle der Massenspektrometriespektren vor Herausforderungen stellt. Um die Fehlalarme zu reduzieren, ist eine Qualitätskontrolle der False Discovery Rate (FDR) erforderlich. Vor kurzem haben wir eine Software zur FDR-Kontrolle der ungezielten Identifizierung von Metabolomen entwickelt, die auf einer Target-Decoy-Strategie namens XY-Meta basiert. Hier demonstrierten wir eine komplette Analyse-Pipeline, die XY-Meta und metaX miteinander integriert. Dieses Protokoll zeigt, wie XY-meta verwendet wird, um eine Lockvogeldatenbank aus einer vorhandenen Referenzdatenbank zu generieren und eine FDR-Kontrolle mit der Target-Decoy-Strategie für die Identifizierung von Metabolomen in großem Maßstab in einem Open-Access-Datensatz durchzuführen. Die Differentialanalyse und die Annotation der Metaboliten wurden nach dem Ausführen von metaX für den Nachweis und die Quantifizierung von Metabolitenspitzen durchgeführt. Um mehr Forschern zu helfen, haben wir auch eine benutzerfreundliche Cloud-basierte Analyseplattform für diese Analysen entwickelt, ohne dass bioinformatische Kenntnisse oder Computersprachen erforderlich sind.

Einleitung

Metaboliten spielen eine wichtige Rolle in biologischen Prozessen. Metaboliten sind oft Regulatoren verschiedener Prozesse wie Energieübertragung, Hormonregulation, Regulation von Neurotransmittern, zellulärer Kommunikation und posttranslationalen Proteinmodifikationen usw. 1,2,3,4. Untargeted metabolomics bietet einen globalen Überblick über zahlreiche Metaboliten ^5,6. Mit den Fortschritten in der Massenspektrometrie und Chromatographietechnologie nimmt der Durchsatz von Metabolom-M....

Protokoll

1. Metabolomics-Datensätze für die Analyse vorbereiten

HINWEIS: In dieser Demonstration verwenden wir Metabolomik-Datensätze ohne QC-Stichprobe. Daten für Fall- und Kontrollgruppen werden benötigt. Zur Demonstration verwenden wir einen öffentlichen Datensatz in der GNPS-Datenbank²⁷.

1. Rufen Sie die Webseite https://gnps.ucsd.edu/ProteoSAFe/static/gnps-splash.jsp auf. Klicken Sie auf Datasets durchsuchen.
2. Suchen Sie das Schlüsselwort "msv000084112" in der Spalte Titel . Klicken Sie auf die Datensatz-ID-Nummer, um Details zu erhalten, und laden Sie de....

Ergebnisse

Die Rohdaten von msv000084112 wurden von msconvert konvertiert.exe und erzeugten mgf-Dateien (Supplementary Material S6).

XY-Meta hat die GNPS-NIST14-MATCHES_Decoy.mgf-Datei unter /database Ordner generiert. Dies ist die Lockvogelbibliothek, die aus der ursprünglichen Referenzspektralbibliothek GNPS-NIST14-MATCHES.mgf generiert wurde. Diese Lockvogelbibliothek kann wiederverwendet werden. Bei der Wiederverwendung dieser Köderbibliothek sollte der Benutzer die decoy_pattern i.......

Diskussion

Die FDR-Kontrolle von nicht zielgerichteten Metaboliten war eine große Herausforderung. Hier demonstrierten wir eine vollständige Pipeline von groß angelegten, ungezielten Metabolomik-Analysen (qualitativ und quantitativ) mit FDR-Kontrolle. Dies reduziert effektiv die falsch positiven Ergebnisse, die in der MS-Analyse sehr häufig vorkommen.

Die Vorbereitung einer geeigneten Referenzspektralbibliothek für Ihre Studie ist ein wichtiger Punkt. Eine erfolgreiche und sensitive MS/MS-Identifizi.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
GNPS	open source	n/a	https://gnps.ucsd.edu/ProteoSAFe/static/gnps-splash.jsp
XY-Meta	open source	n/a	https://github.com/DLI-ShenZhen/XY-Meta
metaX	open source	n/a	https://github.com/wenbostar/metaX
ProteoWizard	Free Download	3.0.22116.18c918b-x86_64	https://proteowizard.sourceforge.io/download.html
CHI.Client	Free Download	ndp48-x86-x64-allos-enu	http://www.chi-biotech.com/technology.html?ty=ypt