CorrelationCalculator and Filigree: כלים לניתוח רשת מונחה נתונים של נתוני מטבולומיקה

Summary

אנו מציגים את CorrelationCalculator ו- Filigree, שני כלים לבניית רשת מונחית נתונים וניתוח נתונים של נתונים מטאבולומיים. CorrelationCalculator תומך בבניית רשת אינטראקציה אחת של מטבוליטים המבוססים על נתוני ביטוי, בעוד Filigree מאפשר בניית רשת דיפרנציאלית, ואחריה אשכולות רשת וניתוח העשרה.

Abstract

אתגר משמעותי בניתוח נתוני אומיקס הוא חילוץ ידע ביולוגי בר ביצוע. מטבולומיקה אינה יוצאת דופן. הבעיה הכללית של קישור שינויים ברמות של מטבוליטים בודדים לתהליכים ביולוגיים ספציפיים מורכבת על ידי מספר גדול של מטבוליטים לא ידועים הנמצאים במחקרי ספקטרומטריית מסה כרומטוגרפיה נוזלית לא ממוקדת (LC-MS). יתר על כן, מטבוליזם משני ומטבוליזם שומנים מיוצגים בצורה גרועה במסדי נתונים קיימים של מסלולים. כדי להתגבר על מגבלות אלה, הקבוצה שלנו פיתחה מספר כלים לבנייה וניתוח של רשתות מונחות נתונים. אלה כוללים CorrelationCalculator ו Filigree. שני הכלים מאפשרים למשתמשים לבנות רשתות מבוססות מתאם חלקי מנתוני מטבולומיקה ניסיונית כאשר מספר המטבוליטים עולה על מספר הדגימות. CorrelationCalculator תומך בבניית רשת אחת, בעוד Filigree מאפשר בניית רשת דיפרנציאלית תוך שימוש בנתונים משתי קבוצות של דגימות, ולאחר מכן אשכולות רשת וניתוח העשרה. נתאר את התועלת והיישום של שני הכלים לניתוח נתונים מטאבולומיים בחיים האמיתיים.

Introduction

בעשור האחרון, מטבולומיקה התפתחה כמדע אומיקס עקב התקדמות בטכנולוגיות אנליטיות כגון כרומטוגרפיית גז-ספקטרומטריית מסה (GC-MS) וכרומטוגרפיה נוזלית-ספקטרומטריית מסה (LC-MS). טכניקות אלה מאפשרות מדידה בו זמנית של מאות עד אלפי מטבוליטים של מולקולות קטנות, ויוצרות מערכי נתונים רב-ממדיים מורכבים. ניסויים מטבולומיים יכולים להתבצע במצבים ממוקדים או לא ממוקדים. ניסויים מטבולומיים ממוקדים מודדים סוגים ספציפיים של מטבוליטים. הם בדרך כלל מונעים על ידי השערות, בעוד גישות לא ממוקדות מנסות למדוד מטבוליטים רבים ככל האפשר והם מחוללי השערות בטבע. בדיקות ממוקדות כוללות בדרך כלל סטנדרטים פנימיים ובכך מאפשרות כימות מוחלט של מטבוליטים בעלי עניין. לעומת זאת, בדיקות לא ממוקדות מאפשרות כימות יחס....

Protocol

1. קורלציהמחשבון

1. הורד קובץ קלט לדוגמה המופרד באמצעות פסיקים המכיל רשימה של מטבוליטים עם מדידות ניסיוניות ב- http://metscape.med.umich.edu/kora_data_240.csv.
2. לחץ פעמיים על הקובץ לדוגמה שהורדת כדי לפתוח אותו.
   1. ודא שהקובץ מכיל תוויות הן עבור הדגימות והן עבור המטבוליטים.
   2. מכיוון שהדגימו.......

Discussion

שיטות ניתוח רשת מבוססות מתאם חלקי המיושמות ב- CorrelationCalculator וב- Filigree עוזרות להתגבר על חלק מהמגבלות של ניתוחי מסלולים מטבוליים מבוססי ידע, במיוחד עבור מערכי הנתונים עם שכיחות גבוהה של מטבוליטים לא ידועים וכיסוי מוגבל של מסלולים מטבוליים (למשל, נתוני ליפידומיה). כלים אלה נמצאים בשימוש נרחב על ?.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
CorrelationCalculator	JAVA	http://metscape.med.umich.edu/calculator.html
clusterNet		https://github.com/Karnovsky-Lab/clusterNet
Cytoscape	Cytoscape	https://cytoscape.org/
Filigree	JAVA	http://metscape.med.umich.edu/filigree.html
MetScape	Cytoscape	https://apps.cytoscape.org/apps/metscape	Cytoscape application that allows for the creation and exploration of correlation networks.