CHIMERYS: An AI-Driven Leap Forward in Peptide Identification
Postery | 2021 | Thermo Fisher Scientific | ASMSInstrumentace
Analýza chimerických tandemových hmotnostních (MS2) spekter je klíčová pro moderní bottom-up proteomiku. Více než 40 % dat nezávislého výběru (DDA) obsahuje smíšená spektra, která významně snižují počet identifikovaných peptidů a kvalitu kvantifikace. Efektivní dekonvoluce chimerických spekter tak otevírá cestu k hlubší analýze proteomů, zrychlení měření a lepší reprodukovatelnosti výsledků.
Studie představuje algoritmus CHIMERYS™, založený na umělé inteligenci a predikcích fragmentačních intenzit INFERYS™ 2.0, integrovaný v software Thermo Fisher™ Proteome Discoverer™ 3.0. Cílem je porovnat CHIMERYS s konvenčním Sequest HT na různých datových sadách: standardní HeLa digest, datové sady z různých organismů, synteticky generovaná chimerická spektra a experimenty s proměnnou šířkou izolačních oken a délkou chromatografického gradientu.
CHIMERYS zpracovává surová MS2 data bez předchozí filtrace kandidátů. V jednom kroku dekonvoluuje chimerická spektra pomocí všech prekurzorů v izolačním okně a přiřazuje intenzity predikovaným fragmentům. FDR kontrola probíhá na úrovni peptid-spectrum párování (PSM) pomocí Percolatoru. Výkonné cloudové paralelizování umožňuje zpracování velkých objemů dat.
CHIMERYS umožňuje významné zvýšení počtu identifikací a zkrácení doby analýzy bez kompromisu na kvalitě výsledků. Metoda je zvláště přínosná pro komplexní vzorky (frakcionované i nefrakcionované), vysokou propustnost a projekty s rozsáhlými referenčními databázemi. Zvýšená sekvenční pokrytí zlepšuje kvantitativní analýzu label-free přístupů.
CHIMERYS představuje průlomový přístup k dekonvoluci chimerických MS2 spekter. Díky AI-podpoře a cloudové škálovatelnosti přináší výrazné zlepšení identifikace a kvantifikace peptidů a proteinů. Metoda je připravena pro široké uplatnění v akademickém výzkumu i průmyslové analytice proteomiky.
Software, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Analýza chimerických tandemových hmotnostních (MS2) spekter je klíčová pro moderní bottom-up proteomiku. Více než 40 % dat nezávislého výběru (DDA) obsahuje smíšená spektra, která významně snižují počet identifikovaných peptidů a kvalitu kvantifikace. Efektivní dekonvoluce chimerických spekter tak otevírá cestu k hlubší analýze proteomů, zrychlení měření a lepší reprodukovatelnosti výsledků.
Cíle a přehled studie / článku
Studie představuje algoritmus CHIMERYS™, založený na umělé inteligenci a predikcích fragmentačních intenzit INFERYS™ 2.0, integrovaný v software Thermo Fisher™ Proteome Discoverer™ 3.0. Cílem je porovnat CHIMERYS s konvenčním Sequest HT na různých datových sadách: standardní HeLa digest, datové sady z různých organismů, synteticky generovaná chimerická spektra a experimenty s proměnnou šířkou izolačních oken a délkou chromatografického gradientu.
Použitá instrumentace
- Mass spektrometry: Thermo Scientific™ Orbitrap Exploris™ 480, Orbitrap Eclipse™ Tribrid.
- Kapalinová chromatografie: Thermo Scientific™ Vanquish NEO LC systém.
- Software: Proteome Discoverer™ 3.0 s uzly CHIMERYS, INFERYS Rescoring, Sequest HT, Precursor Detector a Percolator.
Použitá metodika
CHIMERYS zpracovává surová MS2 data bez předchozí filtrace kandidátů. V jednom kroku dekonvoluuje chimerická spektra pomocí všech prekurzorů v izolačním okně a přiřazuje intenzity predikovaným fragmentům. FDR kontrola probíhá na úrovni peptid-spectrum párování (PSM) pomocí Percolatoru. Výkonné cloudové paralelizování umožňuje zpracování velkých objemů dat.
Hlavní výsledky a diskuse
- CHIMERYS zdvojnásobuje počet identifikovaných peptidů ve standardních DDA datech oproti Sequest HT.
- Dosahuje >80 % míry identifikace spekter a průměrně ~2 PSM na spektrum.
- Zvyšuje počet PSM na protein o 2,5-násobek a identifikované proteinové skupiny o ~30 %.
- Validace pomocí 3× promíchané humánní databáze potvrdila korektní odhad FDR.
- Simulované chimerické spektra ICS systému prokázala citlivost > 91 %.
- Širší izolační okna a zkrácené gradienty umožnily zvýšení throughput až o 75 % při zachování hloubky analýzy.
Přínosy a praktické využití metody
CHIMERYS umožňuje významné zvýšení počtu identifikací a zkrácení doby analýzy bez kompromisu na kvalitě výsledků. Metoda je zvláště přínosná pro komplexní vzorky (frakcionované i nefrakcionované), vysokou propustnost a projekty s rozsáhlými referenčními databázemi. Zvýšená sekvenční pokrytí zlepšuje kvantitativní analýzu label-free přístupů.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Propojení s dalšími AI predikcemi (retention time, ion mobility).
- Real-time decision making během akvizice dat – adaptivní DDA/DIA režimy.
- Rozšíření na post-translační modifikace a cross-linking proteomiku.
- Integrace výsledků do systémové biologie a multi-omics platforem.
Závěr
CHIMERYS představuje průlomový přístup k dekonvoluci chimerických MS2 spekter. Díky AI-podpoře a cloudové škálovatelnosti přináší výrazné zlepšení identifikace a kvantifikace peptidů a proteinů. Metoda je připravena pro široké uplatnění v akademickém výzkumu i průmyslové analytice proteomiky.
Reference
- Zolg DP, Gessulat S, Paschke C, Frejno M, et al. INFERYS rescoring: Boosting peptide identifications and scoring confidence of database search results. Rapid Commun Mass Spectrom. 2021;e9128. DOI:10.1002/rcm.9128
- Dorfer V, Maltsev S, Winkler S, Mechtler K. CharmeRT: Boosting Peptide Identifications by Chimeric Spectra Identification and Retention Time Prediction. J Proteome Res. 2018;17(8):2581–2589. DOI:10.1021/acs.jproteome.7b00836
- The M, MacCoss MJ, Noble WS, Käll L. Fast and Accurate Protein False Discovery Rates on Large-Scale Proteomics Data Sets with Percolator 3.0. J Am Soc Mass Spectrom. 2016;27(11):1719–1727. DOI:10.1007/s13361-016-1460-7
- Müller JB, Geyer PE, Colaço AR, Mann M, et al. The proteome landscape of the kingdoms of life. Nature. 2020;582:592–596. DOI:10.1038/s41586-020-2402-x
- Bian Y, Zheng R, Bayer FP, Kuster B, et al. Robust, reproducible and quantitative analysis of thousands of proteomes by micro-flow LC–MS/MS. Nat Commun. 2020;11:157. DOI:10.1038/s41467-019-13973-x
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
CHIMERYS: An AI-Driven Leap Forward in Peptide Identification 
2021|Thermo Fisher Scientific|Postery
CHIMERYS: An AI-Driven Leap Forward in Peptide Identification Martin Frejno1; Daniel P Zolg1; Tobias Schmidt1; Siegfried Gessulat1; Michael Graber1; Florian Seefried1; Magnus Rathke-Kuhnert1; Samia Ben Fredj1; Shyamnath Premnadh1; Patroklos Samaras1, Kai Fritzemeier2; Frank Berg2; Waqas Nasir2; David Horn3; Bernard Delanghe2;…
Klíčová slova
chimerys, chimerysidentified, identifiedpsms, psmssequest, sequestfdr, fdrpeptides, peptidesentrapment, entrapmentchimeric, chimericsearch, searchprecdet, precdetspectra, spectraspectrum, spectrumproteins, proteinspercolator, percolatorhela
Thermo Scientific Proteome Discoverer software
2022|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
The intelligent protein informatics platform Thermo Scientific Proteome Discoverer software Transform proteomics mass spectrometry data into insights Thermo Scientific™ Proteome Discoverer™ software enables comprehensive proteomics data processing workflows empowered by artificial intelligence. • Powerful and flexible framework: Optimized analysis for…
Klíčová slova
inferys, inferysrescoring, rescoringdiscoverer, discovererproteome, proteomepsms, psmschimerys, chimerysworkflows, workflowspeptides, peptideslfq, lfqsearch, searchpeptide, peptidetmt, tmtsequest, sequestproteomics, proteomicsconsensus
Proteome Discoverer 3.0 software with the CHIMERYS intelligent search algorithm
2022|Thermo Fisher Scientific|Ostatní
Mass spectrometry Proteome Discoverer 3.0 software with the CHIMERYS intelligent search algorithm comparison to previous strategies, CHIMERYS finds more PSMs Current generation proteomics data analysis tools are unable to per tandem mass spectrum and markedly improves the spectrometers. Tandem mass…
Klíčová slova
min, minchimerys, chimeryspsms, psmssequest, sequestrescoring, rescoringsearch, searchspectrum, spectrumintelligent, intelligenthla, hlasvm, svminferys, inferyspercolator, percolatorpeptides, peptideschimeric, chimericunique
Optimization of wide window acquisition methods for improved proteome coverage
2022|Thermo Fisher Scientific|Postery
Optimization of wide window acquisition methods for improved proteome coverage Tabiwang N. Arrey1, Bernard Delanghe1, David Horn2, Daniel Hermanson2, Daniel Zolg3, and Martin Frejno3 1Thermo Fisher Scientific GmbH, Bremen, Germany; 2Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA, USA; 3MSAID GmbH, Garching…
Klíčová slova
chimerys, chimeryssequest, sequestisolation, isolationinferys, inferyspeptides, peptideswidth, widthunique, uniquegroups, groupsrescoring, rescoringprotein, proteinsearch, searchalgorithm, algorithmacquisition, acquisitionproteome, proteomewindow