MassHunter VistaFlux Software - Quick Start Guide

Význam tématu

Metabolická flux analýza umožňuje sledovat tok látek v biochemických drahách buněčného metabolismu a poskytuje klíčové informace o fungování živých systémů. Kvalitativní flux analýza používá stabilně značené sloučeniny k určení míry inkorporace izotopů do metabolitů a tím odhaluje dynamiku metabolických sítí. Díky integrovanému workflow softwarového balíku MassHunter VistaFlux lze tento proces zefektivnit, automatizovat a vizualizovat v kontextu cest metabolisace.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem textu je představit základní kroky pro zavedení kvalitativní flux analýzy pomocí Agilent MassHunter VistaFlux Software. Popisuje čtyři hlavní moduly:

• Pathways to PCDL – výběr drah a generování počáteční databáze metabolit (PCDL).
• PCDL Manager – správa, úprava a doplňování cílové databáze metabolit.
• Profinder – extrakce cílových metabolitů a jejich izotopologů z hromadných datových souborů.
• Omix Premium – tvorba a přizpůsobení síťových diagramů, vizualizace výsledků ve formě grafů, videí a statických obrázků.

Text nás provede instalací, základním používáním rozhraní, tvorbou projektů, aplikací Batch Isotopologue Extraction a exportem výsledků pro vizualizaci.

Použitá metodika a instrumentace

Softwarové moduly pracují následovně:

• Pathways to PCDL – vyhledávání drah v databázích BioCyc/MetaCyc, KEGG, WikiPathways, filtrování dle organismu a vytváření PCDL.
• PCDL Manager – hromadné a jednotlivé vyhledávání sloučenin, editace metadat (molekulární vzorec, CAS, KEGG ID, retention time, struktura), správa verzí PCDL.
• Profinder – trojice algoritmů (Batch Molecular, Recursive a Isotopologue Extraction), optimalizované pro analýzu rozsáhlých LC/MS dat v profilovém režimu, automatická detekce a kvantifikace izotopologů, korekce na přirozenou izotopovou distribuci.
• Omix Premium – editace a rozvržení síťových modelů, vkládání uzlů (metabolity, reakce), hran (flux, efektor), barevná a časová vizualizace (abundance change, quilt plots, bar charts), import Profinder výsledků (PFA).

Instrumentace:

• Akutní data z LC/MS vysokého rozlišení (Q-TOF).
• Software MassHunter VistaFlux (Pathways to PCDL, PCDL Manager, Profinder) a Omix Premium.

Hlavní výsledky a diskuse

Implementace VistaFlux zkracuje čas od experimentálního návrhu k interpretaci metabolických drah. Uživatelé mohou:

• Rychle vytvářet personalizované databáze cílových metabolit.
• Automaticky extrahovat a korigovat izotopologická data z desítek až stovek LC/MS souborů.
• Intuitivně prohlížet chromatogramy, spektra a šablony izotopologů v rámci přehledného GUI Profinder.
• Bez nutnosti programování vytvářet dynamické vizualizace (bar grafy, quilt plots, videa) v Omix Premium.

Diskuse se zaměřuje na optimalizaci parametrů (retention time windows, prahy kvality), vliv vzorkovacích skupin na statistickou významnost a požadavky na výpočetní výkon.

Přínosy a praktické využití metody

Integrované prostředí VistaFlux přináší:

• Zrychlení pracovního postupu v metabolomických výzkumech, QA/QC laboratořích i průmyslové analytice.
• Zvýšení reprodukovatelnosti díky uloženým metodám a šablonám.
• Přehlednou interpretaci fluxových dat v biologickém kontextu pomocí síťových diagramů.
• Možnost kombinovat data z různých databází (KEGG, BioCyc, WikiPathways) pro komplexní pohled na metabolismus.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané rozšíření zahrnuje:

• Integraci s dalšími nástroji pro kvantitativní flux analýzu a modelování (např. 13CFLUX2).
• Podporu automatizovaných pipelines a cloudových služeb pro rozsáhlé datové soubory.
• Rozšíření spektrálních knihoven a PCDL pro nové metabolické cesty a organismy.
• Využití strojového učení pro zpřesnění detekce izotopologů a predikci metabolických perturbací.

Závěr

MassHunter VistaFlux Software představuje ucelené řešení pro kvalitativní flux analýzu. Díky modulární architektuře umožňuje od experimentálního návrhu až po dynamickou vizualizaci metabolických sítí efektivní, reprodukovatelnou a snadno sdílenou práci. Celkový přístup podporuje detailní interpretaci dat i v rozsáhlých projektech.

Reference

• Keseler R. C. et al. EcoCyc: Nucleic Acids Research 39, D583–D590 (2011).
• Caspi R. et al. MetaCyc and BioCyc databases: Nucleic Acids Research 40, D742–D753 (2012).
• Kanehisa M. et al. KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes.