FDR制御ベースの非標的メタボロームにおける同定と定量化の統合ワークフロー

要約

XY-MetaとmetaXを統合した非標的メタボロミクスワークフローを構築しました。このプロトコルでは、XY-Metaを使用してオープンアクセススペクトルリファレンスからデコイスペクトルライブラリを生成する方法を示し、FDR制御を行い、メタボロミクススペクトルを同定した後、metaXを使用して代謝産物を定量しました。

要約

非標的メタボロミクス技術は、近年広く使用されている。しかし、スループットとサンプル数の急速な増加は膨大な量のスペクトルを生成し、質量分析スペクトルの品質管理に課題を課しています。誤検知を減らすには、誤検出率(FDR)の品質管理が必要です。最近、我々はXY-Metaという名前のターゲット - デコイ戦略に基づく非標的メタボローム同定のFDR制御のためのソフトウェアを開発しました。ここでは、XY-Meta と metaX を統合する完全な分析パイプラインを示しました。このプロトコルは、XY-metaを使用して既存の参照データベースからおとりデータベースを生成し、オープンアクセスデータセットで大規模なメタボローム同定のためのTarget-Decoy戦略を使用してFDR制御を実行する方法を示しています。示差分析および代謝産物注釈は、代謝産物ピーク検出および定量についてmetaXを実行した後に実施した。より多くの研究者を支援するために、バイオインフォマティクスのスキルやコンピュータ言語を必要とせずに、これらの分析のためのユーザーフレンドリーなクラウドベースの分析プラットフォームも開発しました。

概要

代謝産物は、生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たしている。代謝産物は、多くの場合、エネルギー移動、ホルモン調節、神経伝達物質の調節、細胞通信、およびタンパク質の翻訳後修飾などの様々なプロセスの調節因子である1,2,3,4。非標的メタボロミクスは、多数の代謝産物^5,6のグローバルビューを提供する。質量分析およびクロマトグラフィー技術の進歩に伴い、メタボロームMS/MSスペクトルのスループットは近年^急速に増加しています7、⁸、^9、10、11。これらの巨大なデータセットから代謝産物を同定するために、MZmine 12、MS-FINDER 13、CFM-ID 14、MetFrag¹⁵、SLAW

プロトコル

1. メタボロミクスデータセットを解析用に準備する

注:このデモでは、QCサンプルなしでメタボロミクスデータセットを使用します。ケース・グループおよび制御グループのデータが必要です。デモンストレーションのために、GNPSデータベース²⁷のパブリックデータセットを使用します。

1. Web ページの https://gnps.ucsd.edu/ProteoSAFe/static/gnps-splash.jsp に移動します。[データセットの参照] をクリックします。
2. [タイトル] 列でキーワード "msv000084112" を検索します。詳細についてはデータセットID番号をクリックし、FTPを使用してデータセットをダウンロードします。
3. 生データをフォルダー /msv000084112 に配置します。
   注: このデータセットは、ポジティブ モードで Q Exactive プラットフォーム上の C18 RP-UHPLC を使用して取得されました。尿の代謝の特徴のない疾患を有するコホートを表す試料データは、健常人の33試料、12個のブランク試料、2個の混合試料、および患者²⁸ の82個の試料を含む(補足資料8

結果

msv000084112の生データは、msconvert.exeによって変換され、mgfファイルが生成されました(補足資料S6)。

XY-Meta は GNPS-NIST14-MATCHES_Decoy.mgf ファイルを /database フォルダの下に生成しました。これは、元の参照スペクトルライブラリGNPS-NIST14-MATCHES.mgfから生成されたデコイライブラリです。このおとりライブラリは再利用できます。このおとりライブラリを再利用すると.......

ディスカッション

標的とならない代謝産物のFDR制御は大きな課題でした。ここでは、FDRコントロールによる大規模な非標的メタボロミクス分析(定性的および定量的)の完全なパイプラインを実証しました。これにより、MS分析で非常に一般的な誤検知が効果的に減少します。

研究に適したリファレンススペクトルライブラリを準備することは重要なポイントです。MS/MSの識別を成功させる?.......

資料

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