Skyline Support for Proteome-wide Data Analysis of Bruker timsTOF dia-PASEF Acquisition

Postery |  | BrukerInstrumentace
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Proteomika
Výrobce
Bruker

Význam tématu


Metoda dia-PASEF na analytickém přístroji Bruker timsTOF kombinuje paralelní akumulaci, iontovou mobilitu a sériovou fragmentaci, čímž umožňuje vysoce selektivní a citlivou analýzu proteomu v režimu data-independent acquisition (DIA). Tato kombinace je klíčová pro systematické kvantitativní proteomické studie srovnatelné s cílenou SRM/PRM analýzou, ale ve větším rozsahu.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem bylo doplnit otevřený software Skyline o podporu nativního zpracování dia-PASEF dat z přístroje Bruker timsTOF. Autoři testovali výkon na standardní směsi tří organismů (člověk, kvasinka, E. coli) a porovnali výsledky s existujícími metodami DIA a s výstupy LFQbench, aby potvrdili přesnost a rychlost zpracování.

Použitá metodika a instrumentace


  • Přístroj: Bruker timsTOF Pro v režimu dia-PASEF s 32 izolačními okny rozdělenými do 4 rozsahů iontové mobility.
  • Softwarové nástroje: MaxQuant/Andromeda pro generování spektrálních knihoven; Skyline s novou 3D IMS strukturou dat; ProteoWizard pro konverzi dat.
  • Hardware pro zpracování: testováno na výpočetních systémech od 4-jádrového i7 s 16 GB RAM až po 24-jádrový Xeon s 192 GB RAM.
  • Standardní směs: frakcionované proteiny z lidské, kvasinkové a bakteriální kultury ve třech opakováních pro trénink i vyhodnocení.

Hlavní výsledky a diskuse


  • Spektrální knihovna obsahovala 152 417 unikátních peptidových prekurzorů s iRT kalibrací.
  • Skyline dokázal zpracovat kompletní 3-organismový dataset (>100 000 prekurzorů) za méně než 60 minut na moderním i7 počítači.
  • Kvantitativní přesnost vyhodnocená pomocí LFQbench dosáhla mediánového CV 6,4 % a 91,1 % peptidů s CV pod 20 % při <1 % FDR.
  • Optimální rozlišení IMS (resolving power 50) poskytlo přibližně 70 000 detekcí a 53 162 kvantifikovatelných peptidů.

Přínosy a praktické využití metody


Implementace nativní podpory dia-PASEF v open-source nástroji Skyline usnadňuje adopci této pokročilé metody v laboratořích, zejména pro širokou komunitu uživatelů bez potřeby proprietárního softwaru. Výsledná pracovní postupy nabízejí vysokou propustnost a konzistentní kvantifikaci při minimálních nákladech na zpracování dat.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Integrace strojového učení pro automatizované vylepšení identifikací a kvantifikací.
  • Rozšíření podpory pro další IMS technologie a hybridní přístroje.
  • Online platformy pro sdílení spektrálních knihoven a kolaborativní analýzu velkých datasetů.
  • Kombinace s metabolomikou pro multi-omické přístupy v biomedicínském výzkumu.

Závěr


Skyline nově podporuje efektivní zpracování Bruker timsTOF dia-PASEF dat, čímž dosahuje vysoké kvality kvantifikace proteomu napříč tisíci proteinů za rozumný čas. Tato implementace usnadňuje přístup k DIA-PASEF metodám a zrychluje translaci pokročilé iontové mobility a paralelní fragmentace do běžné laboratorní praxe.

Reference


  1. MacLean B., Baker E., et al. JASMS. 2018 Nov;29(11):2182–2188.
  2. Meier F., et al. Biorxiv. 2019. doi:10.1101/656207.
  3. Navarro P., et al. Nature Biotech. 2016 Nov;34(11):1130–1136.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

diaPASEF: label-free quantification of highly complex proteomes
dia-PASEF® applied on different gradient lengths
prm-PASEF®: enabling high-throughput, high sensitivity targeted proteomics
High throughput 4D-Proteomics – Application of dia-PASEF® and the Evosep One for short gradients