Wu Enhui, Qiao Liang*
Te Tari Matū, Te Whare Wananga o Fudan, Shanghai 200433, Haina
He hononga tata nga microorganisms ki nga mate me te hauora o te tangata. Me pehea te mohio ki te hanganga o nga hapori microbial me o raatau mahi he take nui me ata rangahau. I nga tau tata nei, kua noho te metaproteomic hei tikanga hangarau nui hei ako i te hanganga me te mahi o nga microorganisms. Heoi, na te uaua me te nui o te rereketanga o nga tauira hapori microbial, te tukatuka tauira, te kohi raraunga spectrometry papatipu me te tātari raraunga kua noho ko nga wero nui e toru e pa ana ki te metaproteomics. I roto i te tātaritanga metaproteomics, he maha nga wa e tika ana ki te arotau i te maimoatanga o mua o nga momo tauira me te tango i nga momo wehenga moroiti, whakarangatira, tangohanga me nga kaupapa lysis. He rite ki te proteome o te momo kotahi, kei roto i nga tikanga kohi raraunga spectrometry papatipu i roto i te metaproteomics ko te aratau tango-raraunga (DDA) me te aratau tango motuhake-raraunga (DIA). Ka taea e te aratau tango raraunga DIA te kohi katoa i nga korero peptide o te tauira me te nui o te whanaketanga. Heoi, na te uaua o nga tauira metaproteome, ko tana tātaritanga raraunga DIA kua waiho hei raru nui e aukati ana i te whakamaarama hohonu o te metaproteomics. I runga i nga korero mo te tātari raraunga, ko te mahi nui ko te hanga i te papaa raraunga raupapa pūmua. Ko te rahi me te whakaotinga o te putunga korero ehara i te mea ka whai paanga nui ki te maha o nga tohu, engari ka pa ano ki te tātari i nga momo me nga taumata mahi. I tenei wa, ko te paerewa koura mo te hanga i te papanga raraunga metaproteome he papaa raraunga raupapa pūmua i runga i te metagenome. I te wa ano, ko te tikanga tātari papaaarangi a te iwi i runga i te rapunga whiti, kua kitea ano he uara mahi kaha. Mai i te tirohanga o nga rautaki tātari raraunga motuhake, ko nga tikanga tātari raraunga DIA e whai kiko ana ki te peptide kua noho ki tetahi kaupapa auraki. Na te whakawhanaketanga o te ako hohonu me te mohiotanga horihori, ka tino whakanui i te tika, te kapinga me te tere tātaritanga o te tātari raraunga macroproteomic. I runga i nga korero mo te tātari bioinformatics o raro, kua whakawhanakehia he raupapa taputapu tuhi i nga tau tata nei, ka taea te mahi tohu momo i te taumata pūmua, te taumata peptide me te taumata ira kia whiwhi ai i te hanganga o nga hapori microbial. Ina whakaritea ki etahi atu tikanga omics, ko te tātaritanga mahi o nga hapori microbial he ahuatanga motuhake o te macroproteomics. Kua noho te Macroproteomics hei waahanga nui o te wetewete maha-omics o nga hapori microbial, a he nui tonu te whakawhanaketanga i runga i te hohonutanga o te kapinga, te whakamohiotanga, me te whakaotinga o te tātaritanga raraunga.
01Tauira pretreatment
I tenei wa, kua whakamahia te hangarau metaproteomics i roto i te rangahau o te microbiome tangata, te oneone, te kai, te moana, te para kaha me etahi atu mara. Ka whakatauritea ki te wetewete o te porotihi o te momo kotahi, ka nui ake nga wero ki te tauira maimoatanga o mua o te metaproteome o nga tauira matatini. He uaua te hanganga moroiti i roto i nga tauira tuuturu, he nui te awhe hihiri o te nui, he tino rereke te hanganga pakitara o nga momo moroiti rereke, he maha nga wa kei roto i nga tauira te nui o nga pūmua manaaki me etahi atu poke. Na reira, i roto i te tātaritanga o te metaproteome, he maha nga wa e tika ana ki te arotau i nga momo tauira rereke me te tango i nga momo wehenga moroiti, whakarangatira, tangohanga me nga kaupapa lysis.
Ko te tangohanga o nga metaproteome moroiti mai i nga tauira rereke he ahua rite me etahi rereke, engari i tenei wa karekau he tikanga whakakotahi i mua i te tukatuka mo nga momo tauira metaproteome.
02Mass spectrometry te whiwhinga raraunga
I roto i te tātari pūmua pūmua, ka wehea tuatahi te ranunga peptide i muri i te maimoatanga o mua ki te tīwae chromatographic, katahi ka uru ki te irirangi papatipu mo te tango raraunga i muri i te katote. He rite ki te tātari poroteome momo kotahi, kei roto i nga aratau whiwhi raraunga spectrometry papatipu i roto i te tātaritanga macroproteome ko te aratau DDA me te aratau DIA.
Ma te haere tonu me te whakahou o nga taputapu spectrometry papatipu, ka tonohia nga taputapu spectrometry papatipu he nui ake te tairongo me te taumira ki te metaproteome, me te pai ake hoki te hohonu o te uhi o te tātari metaproteome. Mo te wa roa, kua whakamahia nuitia te raupapa o nga taputapu spectrometry papatipu taumira teitei e Orbitrap ki te metaproteome.
Ko te Ripanga 1 o te tuhinga taketake e whakaatu ana i etahi rangahau tohu mo te metaproteomics mai i te tau 2011 tae noa ki naianei mo te momo tauira, rautaki tātari, taputapu spectrometry papatipu, tikanga hoko, rorohiko tātari, me te maha o nga tohu.
03Mass spectrometry raraunga tātaritanga
3.1 rautaki tātari raraunga DDA
3.1.1 Rapu Raraunga Raraunga
3.1.2no novorautaki raupapa
3.2 rautaki tātari raraunga DIA
04Te whakarōpūtanga o nga momo me te tuhi korero mahi
Ko te titonga o nga hapori moroiti i nga taumata taakete rereke tetahi o nga waahanga rangahau matua mo te rangahau microbiome. I nga tau tata nei, kua hangaia he raupapa taputapu tuhi ki te tuhi i nga momo i te taumata pūmua, taumata peptide, me te taumata ira kia whiwhi ai i te hanganga o nga hapori microbial.
Ko te ngako o te tuhipoka mahi ko te whakatairite i te raupapa pūmua i whäia ki te pätengi raraunga raupapa pümua mahi. Mā te whakamahi i ngā pātengi raraunga mahi ira pēnei i te GO, COG, KEGG, eggNOG, me ētahi atu, ka taea te mahi i nga tātaritanga tuhinga mahi rereke i runga i nga pūmua kua tautuhia e te macroproteomes. Ko nga taputapu korero ko Blast2GO, DAVID, KOBAS, aha atu.
05Whakarāpopoto me te Tirohanga
Ka whai wāhi nui nga microorganisms ki te hauora me te mate o te tangata. I nga tau tata nei, kua noho te metaproteomics hei huarahi hangarau nui hei ako i nga mahi a nga hapori microbial. He rite tonu te tukanga tātari o te metaproteomics ki tera o nga momo proteomics kotahi, engari na te uaua o te kaupapa rangahau o te metaproteomics, me whai rautaki rangahau motuhake i ia taahiraa tātari, mai i te tauira pretreatment, te tango raraunga ki te tātari raraunga. I tenei wa, he mihi ki te whakapai ake i nga tikanga o mua i te maimoatanga, te auaha tonu o te hangarau spectrometry papatipu me te whanaketanga tere o te bioinformatics, kua nui te ahunga whakamua o te metaproteomics i te hohonutanga tautuhi me te waahanga tono.
I te tukanga o mua i te maimoatanga o nga tauira macroproteome, me whakaaro tuatahi te ahua o te tauira. Me pehea te wehe i nga microorganisms mai i nga pūtau taiao me nga pūmua tetahi o nga wero nui kei mua i nga macroproteomes, a, ko te taurite i waenga i te pai o te wehenga me te ngaronga moroiti he raruraru ohorere hei whakatika. Tuarua, ko te tangohanga pūmua o nga microorganisms me whai whakaaro ki nga rereketanga i puta mai i te rereketanga o te hanganga o nga huakita rereke. Ko nga tauira Macroproteome i roto i te awhe tohu me whai tikanga motuhake i mua i te maimoatanga.
I runga i nga taputapu hihinga papatipu, kua whakawhitihia nga taputapu hihinga papatipu auraki mai i nga kaitirotiro papatipu i runga i nga kaitirotiro papatipu Orbitrap penei i te LTQ-Orbitrap me te Q Exactive ki nga irirangi papatipu i runga i te nekehanga katote honoa nga kaitirotiro papatipu wa-o-rere penei i te timsTOF Pro . Ko te raupapa timsTOF o nga taputapu whai korero ine nekeneke katote he tino tika te kitenga, he iti te rohe rapunga, he pai te tukurua. Kua āta noho hei taputapu hirahira i roto i te maha o nga waahi rangahau e hiahia ana ki te rapunga i nga momo tumomo papatipu, penei i te proteome, te metaproteome, me te metabolome o te momo kotahi. He mea tika kia mohiohia mo te wa roa, ko te awhe hihiri o nga taputapu spectrometry papatipu kua iti te hohonu o te kapi pūmua o te rangahau metaproteome. I nga ra kei mua, ka taea e nga taputapu spectrometry papatipu me te awhe hihiri nui ake te whakapai ake i te maarama me te tika o te tautuhi pūmua i roto i nga metaproteomes.
Mo te whiwhinga raraunga spectrometry papatipu, ahakoa kua whakamahia whanuitia te aratau tango raraunga DIA i roto i te porotiti o te momo kotahi, kei te whakamahi tonu te nuinga o nga tātaritanga macroproteome o naianei i te aratau tango raraunga DDA. Ka taea e te aratau tango raraunga DIA te tino whiwhi i nga korero katote kongakonga o te tauira, me te whakataurite ki te aratau tango raraunga DDA, ka taea e ia te tino whiwhi i nga korero peptide o te tauira macroproteome. Heoi, na te tino uaua o nga raraunga DIA, kei te raru tonu te tātaritanga o nga raraunga macroproteome DIA. Ko te whakawhanaketanga o te mohio mohio me te ako hohonu e tika ana kia pai ake te tika me te whakaotinga o te tātari raraunga DIA.
I roto i te tātaritanga raraunga o te metaproteomics, ko tetahi o nga mahi matua ko te hanga i te papaa raraunga raupapa pūmua. Mo nga waahi rangahau rongonui penei i te tipu intestinal, ka taea te whakamahi i nga papaunga moroiti intestinal penei i te IGC me te HMP, a kua tutuki nga hua tautuhi pai. Mo te nuinga atu o nga tātaritanga metaproteomics, ko te rautaki hanga patengi raraunga tino whai hua ko te whakatuu i te tauira-motuhake o te raupapa raraunga raupapa pūmua i runga i nga raraunga raupapa metagenomic. Mo nga tauira hapori microbial me te tino uaua me te awhe hihiri nui, he mea tika ki te whakanui ake i te hohonu o te raupapa hei whakanui ake i te tohu o nga momo iti-nui, na reira ka whakapai ake i te kapi o te raupapa raupapa pūmua. I te korenga o nga raraunga raupapa, ka taea te whakamahi i tetahi tikanga rapu hei arotau i te paataka raraunga a te iwi. Heoi, ka pa pea te rapu i te mana o te kounga FDR, no reira me ata tirotiro nga hua rapu. I tua atu, he pai tonu te tirotiro i te whaihua o nga tauira mana kounga FDR tuku iho i roto i te tātari metaproteomics. I runga i te rautaki rapu, ka taea e te rautaki wharepukapuka ranu ranu te whakapai ake i te hohonutanga kapinga o DIA metaproteomics. I nga tau tata nei, ko te wharepukapuka matapae i hangaia i runga i nga akoranga hohonu kua whakaatu i nga mahi pai ake i roto i te DIA proteomics. Heoi, he maha nga wa kei roto i nga papaunga raraunga metaproteome nga miriona whakaurunga pūmua, e hua ana te nui o nga whare pukapuka spectral matapae, ka pau te maha o nga rauemi rorohiko, ka puta he waahi rapu nui. I tua atu, he rereke te ahua o nga raupapa pūmua i roto i nga metaproteomes, he uaua ki te whakarite i te tika o te tauira matapae whare pukapuka spectral, na reira kaore ano kia whakamahia whanuitia nga whare pukapuka spectral i roto i te metaproteomics. I tua atu, me whakawhanake i nga rautaki whakamaaramatanga hou me te whakamaarama whakarōpūtanga hei whakamahi ki te tātari metaproteomic o nga pūmua tino raupapa-rite.
Hei whakarāpopototanga, i te mea he hangarau rangahau microbiome ka puta ake, kua tutuki i te hangarau metaproteomics nga hua rangahau nui, he nui hoki te whanaketanga.
Te wa tuku: Akuhata-30-2024