Software
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Význam tématu
Ve stávajících proteomických vyhledávacích postupech se experimentální a teoretické fragmentační spektra porovnávají především na základě shody m/z, zatímco intenzita iontů zůstává často bez využití. To vede k nižší spolehlivosti při rozlišení správných (target) a nesprávných (decoy) shod a nepotlačuje falešné identifikace. Zapojení predikce intenzit fragmentů zvyšuje robustnost identifikace peptidů a umožňuje přísnější kontrolu falešné míry detekcí (FDR).
Cíle a přehled studie
Studie si klade za cíl demonstrovat přínos využití hlubokého učení k predikci intenzit fragmentačních iontů (Prosit) a následnému přepočtu skóre (rescoring) v platformě Thermo Scientific Proteome Discoverer 2.5. Testovány byly tři typy datových souborů:
- Standardní tryptický HeLa digest
- Metaproteomické analýzy lidského střevního mikrobiomu
- Imunopeptidomické vzorky (HLA Class I)
Použitá metodika a instrumentace
Experimentální postup:
- Platforma: Proteome Discoverer 2.5 (beta) s vyhledávačem SequestHT
- Rescoring node: MSAID Prosit-derived intensity prediction
- Postprocessing: Percolator SVM pro odlišení cílových a kontrolních zápasů
- Databáze: SwissProt s izoformami (HeLa, HLA), Integrated Reference Catalogue (IGC) pro metaproteomiku
- Parametry: délka peptidů 7–30 aa, náboje 2–6, kolísání kolizní energie dle PSM
Hlavní výsledky a diskuse
U každého typu vzorku vedlo rescoringové skórování k významnému nárůstu počtu identifikací při 1% FDR:
- HeLa: +10 % PSM, +8 % peptidů, +4 % proteinů
- Metaproteomika: +13 % PSM, +11 % peptidů, +10 % proteinů
- Imunopeptidomika: +59 % PSM, +55 % peptidů, +34 % proteinů
Dále bylo možné snížit nastavení FDR na 0,1 % při zachování podobného počtu peptidových identifikací. Predikce intenzit zlepšila oddělení cílových a decoy PSM skóre, což značně zvyšuje důvěryhodnost výsledků.
Přínosy a praktické využití metody
Zapojení intenzitních skóre:
- Umožňuje aplikaci přísnějších FDR hranic a snižuje falešné pozitivní nálezy
- Zvyšuje počet identifikovaných peptidů a proteinů bez dalšího laboratorního měření
- Podporuje nové oblasti, např. imunopeptidomiku, kde je materiál omezený a falešné nálezy kritické
Budoucí trendy a možnosti využití
Metoda bude dále rozšiřitelná:
- Integrace s jinými vyhledávači a postprocessingovými nástroji
- Reálné časové skórování během datového akvizice
- Rozšíření predikce na modifikované peptidy a proteogenomiku
- Využití v multi-omických studiích a klinických aplikacích
Závěr
Predikce intenzit fragmentačních iontů a následné rescoringové skórování významně zvyšují spolehlivost a rozsah proteomických identifikací. Umožňují striktnější kontrolu FDR i v náročných aplikacích, jako je imunopeptidomika či metaproteomika, a otevírají cestu k širšímu využití hlubokého učení v analytické chemii.
Reference
- Gessulat S., Schmidt T., et al. Prosit: proteome-wide prediction of peptide tandem mass spectra by deep learning. Nat Methods. 2019;16(6):509–518.
- Käll L., Storey J. D., et al. Semi-supervised learning for peptide identification from shotgun proteomics datasets. Nat Methods. 2007;4:923–925.
- Chong C., Coukos G., Bassani-Sternberg M. Integrated proteogenomic deep sequencing and analytics accurately identify non-canonical peptides in tumor immunopeptidomes. Nat Commun. 2020;11(1):1293.
- Rechenberger J., Heyer R., Zolg D. P. Challenges in Clinical Metaproteomics Highlighted by the Analysis of Acute Leukemia Patients with Gut Colonization by Multidrug-Resistant Enterobacteriaceae. Proteomes. 2019;7(1).
- Li J., Jia H., et al. An integrated catalog of reference genes in the human gut microbiome. Nat Biotechnol. 2014;32:834–841.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.