LC/MS, GC/MS Data Analysis Software - Multi-omics Analysis Package

Význam tématu

Multi-omics analýzy kombinují data z metabolomiky, proteomiky a fluxomiky a umožňují komplexní pohled na buněčný metabolismus. Procesy jako objev léčiv, bioinženýrství a průmyslová analytika generují obrovské objemy dat, jejichž efektivní zpracování a vizualizace na metabolických mapách je klíčová pro rychlé odhalení metabolických změn a úzkých hrdel.

Cíle a přehled studie

Přehledná charakteristika Multi-omics Analysis Package od Shimadzu. Hlavním cílem je automatizace generování metabolických map, analýza korelací mezi datovými sadami a zajištění plynulého přechodu od získání dat až po jejich interpretaci. Software je integrován do otevřené platformy GARUDA, kde využívá různé add-ony („gadgets“) pro pokročilé analýzy.

Použitá metodika a instrumentace

1. Biologický vzorek: kultivace MCF-7 s následným působením rotenonu a odběry kultivačního média v časech 0, 3, 6, 9 a 24 hodin.
2. Instrumentace: GC-MS pro kvantifikaci metabolitů; podporováno také Q-TOF LC-MS, LC-MS/MS a GC-MS/MS.
3. Software a workflow: import dat do Multi-omics Analysis Package; využití GARUDA gadgetů jako Volcano Plot, VANTED a Cytoscape; automatické mapování dat na metabolické dráhy v GML formátu.

Hlavní výsledky a diskuse

Visualizace změn koncentrací klíčových metabolitů ukázala:

• Akumulace aminokyselin po 3 hodinách, následné snížení jejich hladin.
• Postupný nárůst kyseliny mléčné a jablečné.
• Zvýšení koncentrací citrátu a izocitrátu.
• Dočasné hromadění sukcinátu.

Software umožnil rychlé zobrazení těchto dynamických procesů na metabolické mapě a odhalení vazeb mezi jednotlivými metabolity, což zkracuje dobu analýzy a minimalizuje manuální zásahy.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení času potřebného k analýze a vizualizaci dat.
• Možnost rychlé identifikace metabolických úzkých hrdel a korelací mezi datovými soubory.
• Plná integrace od přípravy vzorku, přes měření až po finální analýzu v rámci jednoho prostředí.
• Široké využití v oblasti výzkumu, vývoje léčiv, biotechnologií a QA/QC průmyslové analytiky.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Prohloubená integrace s dalšími omickými daty, včetně genomiky a transkriptomiky.
• Využití umělé inteligence pro prediktivní modelování metabolických sítí.
• Cloudové platformy pro sdílení a kolaborativní analýzu dat na globální úrovni.
• Rozšíření databází metod a knihoven MRM pro nové třídy metabolitů.

Závěr

Multi-omics Analysis Package představuje výkonný nástroj pro automatizovanou analýzu a vizualizaci metabolických dat. Díky integraci různých instrumentálních technik a otevřeného prostředí GARUDA urychluje objev nových metabolických vztahů a podporuje aplikace v širokém spektru biovědních disciplín.