dia-PASEF Visualization Tool: a shiny App for data visualization and exploration of dia-PASEF data
Postery | 2024 | Bruker | HUPOInstrumentace
Dia-PASEF (parallel accumulation–serial fragmentation combined with data-independent acquisition) představuje moderní přístup v proteomice, který umožňuje výrazně zvýšit citlivost, reprodukovatelnost a průchodnost dat v biologických i klinických aplikacích. Díky integraci iontové mobility (TIMS) a datově nezávislé akvizice lze analyzovat tisíce proteinů v krátkém čase a s vysokou kvantitativní přesností, což je klíčové pro výzkum biomarkerů, farmaceutický vývoj a rutinní QC v laboratořích.
Autoři představují aplikaci dia-PASEF Visualization Tool vytvořenou ve frameworku Shiny, která usnadňuje interaktivní prohlížení a analýzu výsledků získaných pomocí dia-PASEF. Hlavními cíli jsou:
Pro ukázku použití aplikace autoři analyzovali diluční řadu BSA peptidů ve standardizovaném lidském digestu.
Experiment byl navržen s následujícími kroky:
Vizualizační nástroje aplikace umožnily rychlé vyhodnocení více aspektů dat:
Dia-PASEF Visualization Tool nabízí následující přínosy:
Očekávané směry dalšího rozvoje:
Dia-PASEF Visualization Tool představuje uživatelsky přívětivou a efektivní aplikaci, která významně zjednodušuje interpretaci rozsáhlých kvantitativních proteomických dat. Díky modulární struktuře a podpoře různých výstupních formátů posouvá rychlé rozhodování a kontrolu kvality na novou úroveň, přičemž minimalizuje nutnost manuálních zásahů do analyzovaných datasetů.
Iontová mobilita, LC/MS, LC/MS/MS, LC/HRMS, LC/TOF
ZaměřeníProteomika
VýrobceBruker
Souhrn
Význam tématu
Dia-PASEF (parallel accumulation–serial fragmentation combined with data-independent acquisition) představuje moderní přístup v proteomice, který umožňuje výrazně zvýšit citlivost, reprodukovatelnost a průchodnost dat v biologických i klinických aplikacích. Díky integraci iontové mobility (TIMS) a datově nezávislé akvizice lze analyzovat tisíce proteinů v krátkém čase a s vysokou kvantitativní přesností, což je klíčové pro výzkum biomarkerů, farmaceutický vývoj a rutinní QC v laboratořích.
Cíle a přehled studie
Autoři představují aplikaci dia-PASEF Visualization Tool vytvořenou ve frameworku Shiny, která usnadňuje interaktivní prohlížení a analýzu výsledků získaných pomocí dia-PASEF. Hlavními cíli jsou:
- zrychlit vizualizaci rozsáhlých datových souborů,
- umožnit rychlé vyhodnocení výkonnosti LC-MS instrumentu,
- poskytnout flexibilní modul pro zkoumání kvantifikačních křivek, PTM dat a metadat experimentu.
Pro ukázku použití aplikace autoři analyzovali diluční řadu BSA peptidů ve standardizovaném lidském digestu.
Použitá metodika a instrumentace
Experiment byl navržen s následujícími kroky:
- Příprava vzorků: BSA peptidy doplněné do komerčního lidského digestu (Promega K562) v koncentracích 380 amol až 12,5 fmol.
- Akvizice dat: dia-PASEF na přístroji Bruker timsTOF HT spojeném s chromatografickým systémem EvoSep (metoda 30SPD), rozsah 350–1 200 m/z a 0,7–1,3 1/k0, cyklus 1,5 s.
- Software: analýza dat byla provedena v Spectronaut v17.6 (Biognosys) s možností importu reportů z DIA-NN, timsDIANN a Spectronaut.
Hlavní výsledky a diskuse
Vizualizační nástroje aplikace umožnily rychlé vyhodnocení více aspektů dat:
- Vyhodnocení instrumentální výkonnosti: 15 MS běhů vykázalo medián CV pod 20 %, konzistentní špičkové plochy, přičemž se sledoval i vzrůst FWHM v důsledku drobného úniku v LC systému.
- Kvantifikační křivky: pro tři referenční BSA peptidy byla demonstrována výborná linearita (R2 > 0,95) napříč celou řadou koncentrací, včetně zobrazení počtu replikací a CV pro každý náboj peptidů.
- Kompletnost a reproducibilita: identifikováno ~9 000 proteinů a ~140 000 peptidových prekurzorů na běh, s datovou kompletností nad 90 % a CV pod 10 %.
- PTM modul: ukázka na fosfo-proteomickém datasetu ukázala rychlé srovnání počtu fosfo-peptidů, výtěžku obohacení, FWHM, překryvy identifikací, PCA analýzu a korelace kvantifikovaných ploch mezi krátkými a dlouhými gradienty.
Přínosy a praktické využití metody
Dia-PASEF Visualization Tool nabízí následující přínosy:
- Jednotné prostředí pro import různých reportovacích formátů (DIA-NN, timsDIANN, Spectronaut) a přidání metadat experimentu.
- Interaktivní grafické moduly pro rychlou identifikaci odchylek, šumu, trendů i vzorků s potenciálními technickými problémy.
- Úsporu času a zdrojů díky možnosti okamžitého filtrování cílových proteinů či peptidů (včetně PTM), bez potřeby ručního zpracování velkých surových souborů.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekávané směry dalšího rozvoje:
- Integrace strojového učení pro pokročilé detekční algoritmy a prediktivní analýzy abnormalit v datech.
- Rozšíření podpory pro další platformy a obohacení modulů o statistické zpracování výsledků přímo v aplikaci.
- Nasazení v klinických laboratořích pro rutinní monitorování výkonnosti měřícího řetězce a kvality dat v reálném čase.
Závěr
Dia-PASEF Visualization Tool představuje uživatelsky přívětivou a efektivní aplikaci, která významně zjednodušuje interpretaci rozsáhlých kvantitativních proteomických dat. Díky modulární struktuře a podpoře různých výstupních formátů posouvá rychlé rozhodování a kontrolu kvality na novou úroveň, přičemž minimalizuje nutnost manuálních zásahů do analyzovaných datasetů.
Reference
- Meier F., Brunner A.D., Frank M. et al. diaPASEF: parallel accumulation–serial fragmentation combined with data-independent acquisition. Nat Methods. 17, 1229–1236 (2020).
- Oliinyk D., Meier F. Ion mobility-resolved phosphoproteomics with dia-PASEF and short gradients. Proteomics. 23, e2200032 (2023).
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
timsplot: A Python Shiny App for Visualizing timsTOF Proteomics Results
2025|Bruker|Postery
ASMS 2025 timsplot: A Python Shiny App for Visualizing timsTOF Proteomics Results Zachary J. Kirsch1, Manubhai Kadayil Prabhakaran1, Diego Assis1, Ruben Shrestha2, and Matthew Willetts1 1Bruker Scientific, Billerica, MA, 2Bruker Scientific, San Jose, CA Introduction The timsTOF platform has garnered…
Klíčová slova
timsplot, timsplotmoma, momametadata, metadataimmunopeptidomics, immunopeptidomicsupload, uploadtimstof, timstofsearch, searchplotting, plottingdilution, dilutionfoothold, footholdsubmodules, submodulestables, tablesglycoscape, glycoscapesubmenus, submenussidebar
Automated and faster library-free dia-PASEF analysis with a Spectronaut integrated workflow in ProteoScape
2024|Bruker|Postery
US HUPO 2024, ABSTRACT 663 Automated and faster library-free dia-PASEF analysis with a Spectronaut integrated workflow in ProteoScape Javier Lopez1, Sven Brehmer1, Grzegorz Skoraczynski2, Jose Abuin1, Tejas Gandhi2, Oliver Bernhardt2, Lukas Reiter2, Dennis Trede1, Jonathan Krieger3 and Tharan Srikumar3 1Bruker…
Klíčová slova
bps, bpsspectronaut, spectronautproteoscape, proteoscapeprocessing, processingpipeline, pipelinedataset, datasetstandalone, standalonedirectdia, directdiaphosphopeptides, phosphopeptidesacquisition, acquisitionpasef, pasefworkflows, workflowsdata, datadda, ddadia
Benchmarking diagonal-PASEF data acquisition for high-throughput proteomics applications
2025|Bruker|Postery
ASMS2025, TP192 Benchmarking diagonal-PASEF data acquisition for high-throughput proteomics applications Christopher Below1, Oliver M. Bernhardt1, Stephanie Kaspar-Schoenefeld2, Roland Bruderer1, Shourjo Ghose3, Tejas Gandhi1, Jonathan Krieger4, Markus Lubeck2, Lukas Reiter1 More details: 1Biognosys AG, Zurich, Switzerland, 2Bruker Daltonics GmbH & Co…
Klíčová slova
pasef, pasefdiagonal, diagonalidentifications, identificationspeptide, peptidequantitative, quantitativemethods, methodsdia, diaprotein, proteinprecision, precisionacquisition, acquisitionoverall, overallnotably, notablyslices, slicesbenchmarking, benchmarkingspectronaut
Improved dia-PASEF isolation window schemes for proteomics measurements
2024|Bruker|Postery
US HUPO 2024 Improved dia-PASEF isolation window schemes for proteomics measurements Shourjo Ghose1, Markus Lubeck2, Stephanie Kaspar-Schoenefeld2, Christoph Krisp2, Andreas Schmidt2 Florian Busch2, Eduardo Carrascosa2, Oliver Raether2, Gary Kruppa3 1 Bruker Scientific LLC, Billerica, MA, 2 Bruker Daltonics GmbH &…
Klíčová slova
condensed, condensedtims, timsdia, diaproteomics, proteomicspasef, pasefschemes, schemestimstof, timstofaveraging, averagingions, ionsacquisition, acquisitionpackages, packagesaccumulation, accumulationsequential, sequentialinnovation, innovationpreferred