timsplot: A Python Shiny App for Visualizing timsTOF Proteomics Results

Význam tématu

Platforma timsTOF představuje moderní přístup k rychlému a vysoce citlivému měření proteomických vzorků. S rostoucím nasazením DIA-PASEF a DDA-PASEF v akademii i průmyslu roste i poptávka po nástrojích pro snadnou vizualizaci a interaktivní vyhodnocení výsledků.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem studie bylo vytvořit aplikaci timsplot, která umožní uživatelům přehledně zobrazovat výsledky analýz pořízené na instrumetaci timsTOF. Aplikace podporuje import reportů z běžných vyhledávacích softwarů a poskytuje modulární rozhraní pro různé typy vizualizací.

Použitá metodika a instrumentace

Pro otestování funkcionality byla připravena dvojice datových sad:

• Diluční série lidské K562 stravy (15 pg až 16 ng) analyzovaná na IonsOpticks 25 cm C18 kolóně s 30min gradientem v režimu DIA-PASEF na Bruker timsTOF Ultra s NanoElute 2 LC.
• Imunopeptidomika s třídami I a II imunopeptidů separovaných 60min gradientem a analyzovaných DDA-PASEF na stejném přístroji.

Post-acquisition analýza proběhla pomocí Spectronaut 19.4 pro diluce a FragPipe pro imunopeptidomiku. Aplikace navíc načítá data z DIA-NN, Bruker ProteoScape a GlycoScape.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza diluční série ukázala až 7000 proteinových skupin a 110 000 peptidědů, přičemž více než 2000 proteinů bylo identifikováno již při 15 pg náloži. V imunopeptidomice bylo zjištěno až 5000 proteinů a 30 000 prekurzorů. Aplikace poskytuje modulární moduly pro počty ID, CV distribuce, heatmapy RT vs m/z, PCA, volcano ploty a sledování modifikací.

Přínosy a praktické využití metody

timsplot nabízí uživatelské rozhraní pro rychlou interaktivní inspekci výsledků proteomických studií. Díky modulární architektuře si uživatelé zvolí vhodné vizualizace podle typu experimentu, což zkracuje dobu interpretace a prezentace dat v rámci projektů QA/QC i výzkumu.

Budoucí trendy a možnosti využití

V budoucnu lze očekávat rozšíření o pokročilé statistické moduly, integraci metadat z nástrojů strojového učení a podporu dalších oborů jako glykomika či lipidomika. Otevřená architektura usnadňuje přidání vlastních pluginů a automatizaci reportingu.

Závěr

Aplikace timsplot je volně dostupný nástroj umožňující komplexní a flexibilní vizualizaci dat z přístrojů timsTOF. Jeho modulární design a podpora široké škály vstupních formátů usnadňují interpretaci proteomických dat i neinformovaným uživatelům.

Reference

Willems S et al. Mol. Cell Proteomics, 2020, 20, 100149.