Software
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Význam tématu
Hluboká analýza proteomických dat pomocí hmotnostní spektrometrie je klíčová pro pochopení biologických procesů, diagnostiku a vývoj léčiv. Integrace umělé inteligence do zpracování dat umožňuje maximalizovat zisk informací z komplexních datasetů, zrychlit identifikaci proteinů a peptidů a zlepšit kvantitativní přesnost v aplikacích od základního výzkumu až po průmyslovou kontrolu kvality.
Cíle a přehled studie / článku
Popisované řešení Thermo Scientific Proteome Discoverer představuje platformu pro komplexní zpracování proteomických dat. Cílem je nabídnout škálovatelné workflow pro analýzu MS2 a MSn dat, podporu pokročilých akvizičních metod, řízenou správu studií, biologickou anotaci výsledků i interaktivní vizualizaci. Implementace AI modulů CHIMERYS a INFERYS Rescoring má za cíl zvýšit počet spolehlivě identifikovaných PSM a rozšířit hloubku analýzy.
Použitá metodika a instrumentace
Platforma využívá modulární, node-based architekturu umožňující sestavovat lineární i větvená workflow pro:
- filtraci spekter, vyhledávání peptidů (Sequest HT, Comet, MSPepSearch, Mascot),
- dekonvoluci a identifikaci chimerických spekter pomocí CHIMERYS,
- reskorování PSM s výkonem predikce intenzit fragmentů v INFERYS Rescoring,
- vyhledávání chemických modifikací a lokalizace PTM (IMP-ptmRS),
- kvantifikaci metodami label-free (Minora Feature Detector) i izobarickými značkami (TMT, TMTpro, SPS MS3, RT-SPS MS3),
- analýzu crosslinků (XlinkX) a top-down proteomiku (ProSightPD) s podporou UVPD, ETD, EThcD, CID, HCD a PTCR,
- integrovanou správu studií a statistických analýz (párové poměry, p-hodnoty, multivariační analýza).
Hlavní výsledky a diskuse
Implementace inteligentních algoritmů přinesla:
- zásadní navýšení počtu PSM, peptidů a proteinů identifikovaných v datech s vysokou mírou chimerie (+61 % proteinů, +91 % PSM s CHIMERYS 3.0),
- 58 % nárůst PSM a 55 % větší počet unikátních peptidů u HLA Class I peptidů díky INFERYS Rescoring,
- širší rozsah kvantifikace v LFQ analýzách s lepší citlivostí na nízkou abundanci peptidů,
- efektivní detekci a kvantifikaci post-translačních modifikací a crosslinkovaných peptidů, nástroj pro gestion FAIMS Pro Duo dat.
Přínosy a praktické využití metody
Platformu lze využít v širokém spektru aplikací:
- bottom-up proteomika v biomedicínském výzkumu,
- top-down analýzy proteoform a studium velkých proteinových komplexů,
- metaproteomika a immunopeptidomika s komplikovanými daty,
- single-cell proteomika se zlepšenou citlivostí,
- QA/QC v biotechnologickém a farmaceutickém průmyslu.
Budoucí trendy a možnosti využití
Směřuje se k dalšímu propojení umělé inteligence a reálného času při akvizici, zpracování i interpretaci dat, cloudovým a distribuovaným výpočtům, automatizované studií managementu, rozšíření multi-omics analýz a podpoře nových instrumentálních technologií.
Závěr
Proteome Discoverer nabízí vysoce flexibilní a výkonnou sadu nástrojů pro komplexní proteomické workflow. Díky integraci AI modulů, pokročilé správě studií a bohatým vizualizačním nástrojům umožňuje rychlé převádění rozsáhlých hmotnostně spektrometrických datasetů do biologicky významných poznatků.
Reference
- Schweppe D.K. et al. Anal. Chem. 2019, 91(6):4010–4016.
- Gessulat S. et al. Chem. Sci. 2021; https://doi.org/10.1039/d0sc03636f.
- Li C. et al. Nat. Methods 2021; https://doi.org/10.1038/s41592-020-0781-4.
- Taus T. et al. J. Proteome Res. 2011, 10:5354–5362. doi:10.1021/pr200611n.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.