CONVERSION AND INTEGRATION OF OMICS DATA FROM A PROTOTYPE, BENCHTOP MULTI-REFLECTING TIME-OF-FLIGHT (MRT) PLATFORM WITH THIRD-PARTY INFORMATIC WORKFLOWS

Význam tématu

Studium metabolomu a lipidomu generuje rozsáhlá a složitá data z různých biofluidních vzorků. Efektivní konverze proprietárních MS dat do otevřených formátů umožňuje jejich následné zpracování v různých softwarových nástrojích.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem je představit a demonstrovat flexibilní datový pipeline pro převod dat z prototypové bench-top multi-reflektující ToF platformy Xevo MRT do formátu mzML a jejich zpracování pomocí třetích stran, jako jsou Skyline, MS-Dial a XCMS.

Použitá metodika a instrumentace

Datová akvizice zahrnovala jak módy data dependent (DDA), tak data independent acquisition (DIA). Chromatografické dělení probíhalo:

• HILIC pro polaritu metabolity v moči
• Reverzní fáze (RP) pro lipidomy v plazmě

Konverze probíhala v rámci platformy waters_connect prostřednictvím modulu Data Convert, který umožňuje generování kompatibilního mzML během akvizice (přes AME, LC MS Toolkit nebo API). Uživatelé mohou definovat parametry jako centroiding, kompresi, indexování a bitovou hloubku.

Použitá instrumentace

• Masový spektrometr Xevo MRT (Waters Corp.)
• Chromatograf ACQUITY Premier LC
• Software MassLynx s modulem waters_connect
• Třetí strany: Skyline, MS-Dial, XCMS

Hlavní výsledky a diskuse

Standardizované vzorky NIST SRM 1950 (plazma) a 3672 (moč) byly analyzovány s přídavkem vnitřního standardu EquiSPLASH. Data zpracovaná ve Skyline ukázala lineární rozsah s R2 > 0,99 a hmotnostní přesnost < 0,4 ppm. MS-Dial poskytl objevný přístup k endogenním lipidům s přesností na úrovni fragment iontů. Při zpracování XCMS byly provedeny zarovnání retenčního času a statistická analýza různých expozičních skupin, identifikující expozici klíčovým metabolitům.

Přínosy a praktické využití metody

• Automatizovaná a flexibilní konverze MS dat bez nutnosti manuálního převodu
• Kompatibilita s otevřeným formátem mzML optimalizována pro různé softwarové nástroje
• Vysoká hmotnostní přesnost a rozlišení při zachování vysokého throughput
• Vhodné pro výzkum, QA/QC a průmyslovou analytiku

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace dalších otevřených formátů a nástrojů pro multi-omické analýzy
• Rozšíření podpory cloudových workflow a vzdálené akvizice dat
• Implementace strojového učení pro automatickou anotaci a interpretaci dat
• Využití v klinických studiích a environmentální metabolomice

Závěr

Data Convert v rámci waters_connect poskytuje robustní a uživatelsky přívětivý nástroj pro generování open-source datových formátů z pokročilé ToF MS platformy. Kombinace vysoké kvality akvizice a kompatibility s předními softwarovými balíčky rozšiřuje možnosti analytických metod v metabolomice a lipidomice.

Reference

1. Tsugawa H. et al. MS-DIAL: data-independent MS/MS deconvolution for comprehensive metabolome analysis. Nat Methods. 2015;12:523–526.
2. Adams K.J. et al. Skyline for Small Molecules: A Unifying Software Package for Quantitative Metabolomics. J Proteome Res. 2020;19(4):1447–1458.
3. Tautenhahn R. et al. XCMS Online: A Web-Based Platform to Process Untargeted Metabolomics Data. Anal Chem. 2012;84(11):5035–5039.
4. Barupal DK. et al. Generating the Blood Exposome Database Using a Comprehensive Text Mining and Database Fusion Approach. Environ Health Perspect. 2019;127(9):97005.