Name: an integrated workflow of identification and quantification on fdr control-based untargeted metabolome
Uploaded: 2022-09-20T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Integrated Workflow of Identification and Quantification on FDR Control-Based Untargeted Metabolome at JoVE.com

この研究は、国家キー研究開発プログラム(2018YFC0910200/2017YFA0505001)と広東キーR&Dプログラム(2019B020226001)によってサポートされています。

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。
<ol><li>Web ページの https://gnps.ucsd.edu/ProteoSAFe/static/gnps...

<ol>
	<li>Misra, B. B., Fahrmann, J. F., Grapov, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+emerging+metabolomic+tools+and+resources:+2015-2016.">Review of emerging metabolomic tools and resources: 2015-2016.</a> Electrophoresis. 38 (18), 2257-2274 (2017).</li><li>Idle, J. R., Gonzalez, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolomics.">Metabolomics.</a> Cell Metabolism. 6 (5), 348-351 (2007).</li><li>Fiehn, O., Town, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolomics+&#8212;+the+link+between+genotypes+and+phenotypes.">Metabolomics &#8212; the link between genotypes and phenotypes.</a> Functional Genomics. , 155-171 (2002).</li><li>Town, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Functional Genomics. , (2002).</li><li>Dettmer, K., Aronov, P. A., Hammock, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+spectrometry-based+metabolomics.">Mass spectrometry-based metabolomics.</a> Mass Spectrometry Reviews. 26 (1), 51-78 (2007).</li><li>Vinayavekhin, N., Saghatelian, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Untargeted+metabolomics.">Untargeted metabolomics.</a> Current Protocols in Molecular Biology. , 1-24 (2010).</li><li>Chaleckis, R., Meister, I., Zhang, P., Wheelock, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges,+progress+and+promises+of+metabolite+annotation+for+LC-MS-based+metabolomics.">Challenges, progress and promises of metabolite annotation for LC-MS-based metabolomics.</a> Current Opinion in Biotechnology. 55, 44-50 (2019).</li><li>Palmer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FDR-controlled+metabolite+annotation+for+high-resolution+imaging+mass+spectrometry.">FDR-controlled metabolite annotation for high-resolution imaging mass spectrometry.</a> Nature Methods. 14 (1), 57-60 (2017).</li><li>Scheubert, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Significance+estimation+for+large+scale+metabolomics+annotations+by+spectral+matching.">Significance estimation for large scale metabolomics annotations by spectral matching.</a> Nature Communications. 8 (1), 1494 (2017).</li><li>Schrimpe-Rutledge, A. C., Codreanu, S. G., Sherrod, S. D., McLean, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Untargeted+metabolomics+strategies-challenges+and+emerging+directions.">Untargeted metabolomics strategies-challenges and emerging directions.</a> Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 27 (12), 1897-1905 (2016).</li><li>Bla&#382;enovi&#263;, I., Kind, T., Ji, J., Fiehn, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Software+tools+and+approaches+for+compound+identification+of+LC-MS/MS+data+in+metabolomics.">Software tools and approaches for compound identification of LC-MS/MS data in metabolomics.</a> Metabolites. 8 (2), (2018).</li><li>Katajamaa, M., Miettinen, J., Oresic, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MZmine:+toolbox+for+processing+and+visualization+of+mass+spectrometry+based+molecular+profile+data.">MZmine: toolbox for processing and visualization of mass spectrometry based molecular profile data.</a> Bioinformatics. 22 (5), 634-636 (2006).</li><li>Tsugawa, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+rearrangement+rules:+computational+MS/MS+fragmentation+and+structure+elucidation+using+MS-FINDER+software.">Hydrogen rearrangement rules: computational MS/MS fragmentation and structure elucidation using MS-FINDER software.</a> Analytical chemistry. 88 (16), 7946-7958 (2016).</li><li>Wang, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CFM-ID+4.0:+More+accurate+ESI-MS/MS+spectral+prediction+and+compound+identification.">CFM-ID 4.0: More accurate ESI-MS/MS spectral prediction and compound identification.</a> Analytical Chemistry. 93 (34), 11692-11700 (2021).</li><li>Ruttkies, C., Schymanski, E. L., Wolf, S., Hollender, J., Neumann, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MetFrag+relaunched:+incorporating+strategies+beyond+in+silico+fragmentation.">MetFrag relaunched: incorporating strategies beyond in silico fragmentation.</a> Journal of Cheminformatics. 8, 3 (2016).</li><li>Delabriere, A., Warmer, P., Brennsteiner, V., Zamboni, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SLAW:+A+scalable+and+self-optimizing+processing+workflow+for+untargeted+LC-MS.">SLAW: A scalable and self-optimizing processing workflow for untargeted LC-MS.</a> Analytical chemistry. 93 (45), 15024-15032 (2021).</li><li>Wang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Target-decoy-based+false+discovery+rate+estimation+for+large-scale+metabolite+identification.">Target-decoy-based false discovery rate estimation for large-scale metabolite identification.</a> Journal of Proteome Research. 17 (7), 2328-2334 (2018).</li><li>Li, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=XY-Meta:+a+high-efficiency+search+engine+for+large-scale+metabolome+annotation+with+accurate+FDR+estimation.">XY-Meta: a high-efficiency search engine for large-scale metabolome annotation with accurate FDR estimation.</a> Analytical Chemistry. 92 (8), 5701-5707 (2020).</li><li>Wen, B., Mei, Z., Zeng, C., Liu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=metaX:+a+flexible+and+comprehensive+software+for+processing+metabolomics+data.">metaX: a flexible and comprehensive software for processing metabolomics data.</a> BMC Bioinformatics. 18 (1), 183 (2017).</li><li>Aberg, K. M., Torgrip, R. J. O., Kolmert, J., Schuppe-Koistinen, I., Lindberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feature+detection+and+alignment+of+hyphenated+chromatographic-mass+spectrometric+data.+Extraction+of+pure+ion+chromatograms+using+Kalman+tracking.">Feature detection and alignment of hyphenated chromatographic-mass spectrometric data. Extraction of pure ion chromatograms using Kalman tracking.</a> Journal of Chromatography. A. 1192 (1), 139-146 (2008).</li><li>Liu, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Addressing+the+batch+effect+issue+for+LC/MS+metabolomics+data+in+data+preprocessing.">Addressing the batch effect issue for LC/MS metabolomics data in data preprocessing.</a> Scientific Reports. 10 (1), 13856 (2020).</li><li>Han, W., Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluating+and+minimizing+batch+effects+in+metabolomics.">Evaluating and minimizing batch effects in metabolomics.</a> Mass Spectrometry Reviews. 41 (3), 421-442 (2022).</li><li>Fei, F., Bowdish, D. M. E., McCarry, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+and+simultaneous+coverage+of+lipid+and+polar+metabolites+for+endogenous+cellular+metabolomics+using+HILIC-TOF-MS.">Comprehensive and simultaneous coverage of lipid and polar metabolites for endogenous cellular metabolomics using HILIC-TOF-MS.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 406 (15), 3723-3733 (2014).</li><li>Smith, C. A., Want, E. J., O'Maille, G., Abagyan, R., Siuzdak, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=XCMS:+processing+mass+spectrometry+data+for+metabolite+profiling+using+nonlinear+peak+alignment,+matching,+and+identification.">XCMS: processing mass spectrometry data for metabolite profiling using nonlinear peak alignment, matching, and identification.</a> Analytical Chemistry. 78 (3), 779-787 (2006).</li><li>Giacomoni, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Workflow4Metabolomics:+a+collaborative+research+infrastructure+for+computational+metabolomics.">Workflow4Metabolomics: a collaborative research infrastructure for computational metabolomics.</a> Bioinformatics. 31 (9), 1493-1495 (2015).</li><li>Chang, H. -. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=iMet-Q:+A+user-friendly+tool+for+label-free+metabolomics+quantitation+using+dynamic+peak-width+determination.">iMet-Q: A user-friendly tool for label-free metabolomics quantitation using dynamic peak-width determination.</a> PloS One. 11 (1), 0146112 (2016).</li><li>Wang, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sharing+and+community+curation+of+mass+spectrometry+data+with+Global+Natural+Products+Social+Molecular+Networking.">Sharing and community curation of mass spectrometry data with Global Natural Products Social Molecular Networking.</a> Nature Biotechnology. 34 (8), 828-837 (2016).</li><li>Schmid, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+identity+molecular+networking+for+mass+spectrometry-based+metabolomics+in+the+GNPS+environment.">Ion identity molecular networking for mass spectrometry-based metabolomics in the GNPS environment.</a> Nature Communications. 12 (1), 3832 (2021).</li><li>Kessner, D., Chambers, M., Burke, R., Agus, D., Mallick, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ProteoWizard:+open+source+software+for+rapid+proteomics+tools+development.">ProteoWizard: open source software for rapid proteomics tools development.</a> Bioinformatics. 24 (21), 2534-2536 (2008).</li><li>Johnson, S. R., Lange, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Open-access+metabolomics+databases+for+natural+product+research:+present+capabilities+and+future+potential.">Open-access metabolomics databases for natural product research: present capabilities and future potential.</a> Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 3, 22 (2015).</li><li>Horai, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MassBank:+a+public+repository+for+sharing+mass+spectral+data+for+life+sciences.">MassBank: a public repository for sharing mass spectral data for life sciences.</a> Journal of Mass Spectrometry: JMS. 45 (7), 703-714 (2010).</li><li>Rawlinson, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hierarchical+clustering+of+MS/MS+spectra+from+the+firefly+metabolome+identifies+new+lucibufagin+compounds.">Hierarchical clustering of MS/MS spectra from the firefly metabolome identifies new lucibufagin compounds.</a> Scientific Reports. 10 (1), 6043 (2020).</li></ol>

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?...

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、SLAW16など、さまざまな注釈ソフトウェア11が開発されました。ただし、これらの ID には多くの場合、多くの誤検知が含まれています。その理由としては、(1)MS/MSスペクトルにはランダムノイズが含まれており、ピークマッチングを誤解させる可能性があります。(2)異性体および断片化エネルギーの違いは、複数のスペクトルフィンガープリントを引き起こし、したがって参照ライブラリの体積を増加させる。(3) 参照ライブラリの品質はさまざまです。優れたリファレンススペクトルライブラリを構築するための適切な標準が必要です。したがって、非標的メタボロミクスのための系統的偽発見率(FDR)制御は、機能的メタボローム研究に不可欠である7、8、9、17。
経験的ベイズアプローチとターゲット・デコイ戦略はどちらも、FDR制御問題全般に取り組んだ。Kerstin Scheubertらは、フラグメンテーションツリーベースの方法から生成されたおとりデータベース上のターゲット-デコイ戦略がFDR制御9のための最良の方法であることを示した。Xusheng Wangらは、化学におけるオクテット則に基づくおとり生成の方法を設計し、FDR推定の精度を向上させた17。デコイデータベースを生成するためのスペクトルライブラリは、より良いパフォーマンスのために実証されました18。ここでは、スペクトルライブラリベースの手法を改良し、FDR推定の精度をさらに向上させることができるXY-Meta19 というソフトウェアを開発しました。既存の参照スペクトルライブラリを使用して、ターゲット-デコイスキームの下でFDR制御用のデコイライブラリを生成します。XY-Metaは、独自のスペクトルマッチングアルゴリズムとコサイン類似性アルゴリズムをサポートしています。従来の検索モードと反復検索モードが可能です。FDR評価のステップでは、ターゲット - デコイ連結モードと分離モードをサポートしています。柔軟性を高めるために、XY-Meta は外部のおとりライブラリを受け入れます。
代謝産物のピーク検出および定量は、非標的メタボローム分析の重要なステップでもある。ピーク検出は、メタボローム同定の主な方法です。一般に、代謝産物のピーク検出の精度は、質量分析のノイズ信号、代謝産物の存在量の低さ、汚染物質、代謝産物の分解産物などの複数の要因によって影響を受けました20。非標的メタボロームの実験において液体クロマトグラフィーカラムを交換したか又は液体クロマトグラフィーカラムのサンプル数が多すぎると、顕著なバッチ効果が現れることがあり、これはメタボローム定量にとって大きな課題である21、22、23。現在、XCMS 24、Workflow4Metabolomic25、iMet-Q26、metaX19などのソフトウェアは、標的化されていないメタボロームのピーク検出と定量を実行できますが、metaXのパイプラインはより完全で使いやすいことを示唆しています。ここでは、XY-Metaを用いた公開データセットmsv000084112の同定とFDR制御のプロセス、およびmetaXを用いた代謝産物のピーク検出と定量を実演する。このワークフローに必要なのは 2 つのグループのみで、各グループには少なくとも 2 つのサンプルが必要です。質量分析計のプラットフォーム、イオン化モード、充電モード、サンプルタイプに関係なく、MS/MSスペクトルデータが必要であり、サンプルベースの正規化とピークベースの正規化をサポートできます。この例に続いて、研究者は扱いやすい方法でメタボロミクスの同定と定量を行うことができます。このパイプラインを使用するには、R プログラミング機能が必要です。プログラミングの知識のない研究者を支援するために、メタボロミクス分析用のクラウド分析プラットフォームも開発しました。このクラウド分析プラットフォームについては、「補足資料 5」で説明しました。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>GNPS</td>
			<td>open source</td>
			<td>n/a</td>
			<td>https://gnps.ucsd.edu/ProteoSAFe/static/gnps-splash.jsp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XY-Meta</td>
			<td>open source</td>
			<td>n/a</td>
			<td>https://github.com/DLI-ShenZhen/XY-Meta</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>metaX</td>
			<td>open source</td>
			<td>n/a</td>
			<td>https://github.com/wenbostar/metaX</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ProteoWizard</td>
			<td>Free Download</td>
			<td>3.0.22116.18c918b-x86_64</td>
			<td>https://proteowizard.sourceforge.io/download.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CHI.Client</td>
			<td>Free Download</td>
			<td>ndp48-x86-x64-allos-enu</td>
			<td>http://www.chi-biotech.com/technology.html?ty=ypt</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an integrated workflow of identification and quantification on fdr control-based untargeted metabolome

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。

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...

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An Integrated Workflow of Identification and Quantification on FDR Control-Based Untargeted Metabolome

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。

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

Untargeted metabolomics techniques are being widely used in recent years. However, the rapidly increasing throughput and number of samples create an ...

このプロトコルは、代謝産物同定の偽陽性を効果的に低減するFDR品質管理に基づく非標的メタボロームの定性的および定量的分析を可能にする。このワークフローは、定性分析モジュールでメタボローム同定のためにFDRをより正確に評価するためにターゲット - デコイ戦略を使用するXY-Metaを統合します。この測定は、標的化されていないメタボローム同定の偽陽性結果を効果的にフィルタリングすることができ、バイオマーカーまたは主要分子を発見する際の堅牢性を改善する。研究者はFDR制御のためのターゲットおとり戦略を理解し、習得することができ、プロトコルのデフォルトパラメータでこのパイプラインを数回厳密に実行しようとする必要があります。まず、GNPS データベースの Web ページに移動し、[データセットの参照] をクリックします。タイトル列でキーワードを検索し、データセット ID 番号をクリックします。FTPを使用してデータセットをダウンロードし、生データをそれぞれのフォルダに保存します。生データの形式を変換するには、まず ProteoWizard ソフトウェアをインストールします。プロテオウィザードのインストールパスの下に、「msconvert」と入力します。exe に続いて、生データ形式を mzXML 形式に変換するための特定のパラメーターを指定します。ここでも、msconvertを使用します。exeはこのデータをMGF形式に変換し、MGFフォルダに保存します。代謝産物の参照スペクトルライブラリを準備するには、GNPSウェブページにアクセスしてください。キーワード NIST を検索し、[表示] をクリックして詳細を確認し、ライブラリをダウンロードします。ライブラリをデータベースフォルダに保存します。XY-Meta プログラムをダウンロードします。config フォルダーの下にあるパラメーター構成ファイルを見つけ、テキスト・プロトコルの説明に従ってその内容を変更します。付加物の種類を付加物フォルダにリストとして設定します。XY-Meta.exeコマンドを用いて代謝産物同定と誤発見率制御を行う。metaXソフトウェアパッケージをダウンロードしてインストールします。次に、サンプルリストを編集します。txtファイルは、テキストプロトコルに記載されているように、サンプルおよびそれに対応する質量分析データを指定する。テキストプロトコルに付属のRファイルを使用して、metaXソフトウェアを使用してモック型グループとワイルド型グループを定量化するためのスクリプトを実行します。PCAプロットなど、定量分析の結果が格納されている出力フォルダを確認します。次に、結果の両方を統合し、R スクリプトを実行するために、代謝産物識別を使用して定性的および定量的分析のピークに注釈を付けるように R スクリプトのパラメーターを変更します。定量化された代謝産物の箱ひげ図は、健康および疾患サンプルの一般的な分布が平均値の変動が低く類似していることを示した。代謝産物の3.39%のみが欠損値の30%以上を有していた。両群からのサンプルの主成分分析プロットは、metaXがCVが0.3未満の代謝産物の割合を顕著に増加させることを示した。3つの統計的試験方法から差次的に検出された代謝産物のベン図は、119の一般的な代謝産物を明らかにした。すべての注釈付き代謝産物の電荷分布による保持時間と質量を0.01未満の偽発見率でプロットし、6つの有意かつ差次的に検出された代謝産物を示した。ワークフロー テストの時間を制限することが重要です。分析のために選択するサンプルが多すぎないようにし、各グループに少なくとも2つのサンプルを保持することを忘れないでください。この技術は、FDR制御に基づくスペクトルマッチング結果を用いて、より堅牢な基準スペクトルスペクトルライブラリを構築するデータに依存しない取得データからの代謝同定の品質管理を可能にする。

Research

JoVE Journal

Biochemistry

A Simple Method for High Throughput Chemical Screening in Caenorhabditis Elegans

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カエノラブディティス ・ エレガンスにおけるハイスループット化合物スクリーニングのための簡単な方法

Caenorhabditis elegans is a useful organism for testing chemical effects on physiology. Whole organism small molecule screens offer significant advantages ...

Identification of Cyclin-dependent Kinase 1 Specific Phosphorylation Sites by an In Vitro Kinase Assay

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サイクリン依存性キナーゼ 1 の同定の in Vitroキナーゼによって特定のリン酸化のサイトの試金します。

Cyclin-dependent kinase 1 (Cdk1) is a master controller for the cell cycle in all eukaryotes and phosphorylates an estimated 8 - 13% of the proteome; ...

Quantification of Hypopigmentation Activity In Vitro

培養色素脱失活動の定量化

This study presents laboratory methods for the quantification of hypopigmentation activity in vitro. Melanin, the major pigment in melanocytes, is ...

Quantification of Coenzyme A in Cells and Tissues

細胞および組織におけるコエンザイムAの定量

Emerging research has revealed that the cellular coenzyme A (CoA) supply can become limiting with a detrimental impact on growth, metabolism and survival. ...

Label-Free Immunoprecipitation Mass Spectrometry Workflow for Large-scale Nuclear Interactome Profiling

大規模核インターロームプロファイリングのためのラベルフリー免疫沈降質量分析ワークフロー

Immunoaffinity purification mass spectrometry (IP-MS) has emerged as a robust quantitative method of identifying protein-protein interactions. This ...

An Integrated Raman Spectroscopy and Mass Spectrometry Platform to Study Single-Cell Drug Uptake, Metabolism, and Effects

単細胞薬の取り込み、代謝、および効果を研究するための統合ラマン分光法と質量分析プラットフォーム

Cells are known to be inherently heterogeneous in their responses to drugs. Therefore, it is essential that single-cell heterogeneity is accounted for in ...

Untargeted Liquid Chromatography-Mass Spectrometry-Based Metabolomics Analysis of Wheat Grain

無標的液体クロマトグラフィー-質量分析法ベースの小麦粒のメタボロミクス分析

Understanding the interactions between genes, the environment and management in agricultural practice could allow more accurate prediction and management ...

Evaluating the Effect of Pesticides on the Larvae of the Solitary Bees

孤独なミツバチの幼虫に対する農薬の効果の評価

Current ecological risk assessments of pesticides on pollinators have primarily considered only laboratory conditions. For the larvae of solitary bees, ...

Quantification of Subcellular Glycogen Distribution in Skeletal Muscle Fibers using Transmission Electron Microscopy

透過型電子顕微鏡による骨格筋線維の細胞内グリコーゲン分布の定量化

With the use of transmission electron microscopy, high-resolution images of fixed samples containing individual muscle fibers can be obtained. This ...

Deciphering Molecular Mechanism of Histone Assembly by DNA Curtain Technique

Chromatin is a higher-order structure that packages eukaryotic DNA. Chromatin undergoes dynamic alterations according to the cell cycle phase and in ...