做好代谢组学研究的关键在哪里?

2021-12-14 15:54:54 浏览数 (2)

已知代谢组是基因组-转录组-蛋白组-代谢组的生物动态调控系统中最接近于表型的阶段,是生命的本质特征和物质基础。

代谢组学由于与健康疾病、营养科学、药物毒性、环境科学等密切相关,近年来在疾病诊断和分型、生物标志物发现、药物研发、基因功能解析、代谢途径及调控机理等领域发展迅速,已广泛应用到基础医学、临床诊断、药物研发、农业育种以及抗逆研究等各个领域。

代谢组学在组织/细胞的系统生物学中所处位置示意图代谢组学在组织/细胞的系统生物学中所处位置示意图

代谢组学的核心任务是对小分子代谢物的定性、定量分析并发现差异代谢物:(1)对生物体系中的内源性代谢物及其变化规律进行表征;(2)以差异代谢物作为核心对生命奥秘进行解析。而基于色谱/质谱联用的分离分析技术具有灵敏度高、选择性好、动态范围宽、信息丰富等优点,已成为代谢组学研究的主流技术平台。

对于非靶向代谢组学而言,色谱与高分辨质谱的联用必不可少;而对于靶向代谢组学而言,基于多反应监测(MRM)模式的三重四极杆质谱被认为是质谱定量的  “金标准”。

近年来,拟靶向技术由于结合了非靶向和靶向分析技术的双重优势,在代谢物分析的覆盖度上与非靶向方法接近,在灵敏度上与靶向分析一样,迅速发展成为代谢组学的主流研究方法。拟靶向代谢组学主要包括三个步骤:(1)基于四极杆飞行时间质谱的非靶向分析;(2)母离子/产物离子对的选择及检测参数优化;(3)使用三重四极杆或QTRAP质谱采用MRM模式(包括上述离子对)对样品进行分析。

拟靶向代谢组学研究技术路线图拟靶向代谢组学研究技术路线图

代谢组学整个研究过程可以细分为20多个步骤,若每一步准确率为70%,最终结果的准确率不足0.1%,因此必须确保每一步(尤其是关键步骤)都规范、准确,才能保证研究结果准确、可靠。

影响代谢组学研究质量的关键环节包括:(1)系统科学的研究方案;(2)样本收集、分组、储存、前处理、质量控制;(3)数据采集与质量控制;(4)数据处理、分析;(5)差异分子筛选与鉴定;(6)分类模型构建与验证;(7)数据库自建、管理与使用。这些环节受制因素较多,需要参考研究论文、技术规范、注意过程控制,采用专业的技术和工具支持才能获得高质量的研究结果。

在技术飞速发展的代谢组学研究领域,精准和高通量正成为引领发展的方向。摩赛恩科技聚焦分子智能识别检测技术,开发自主知识产权核心算法,提供专业化组学和质谱数据处理、挖掘服务,满足生物医药、食品等行业质谱用户个性化分子智能识别需求。

组学研究完整解决方案的技术路线图组学研究完整解决方案的技术路线图

在组学研究过程中,努力优化分子特征检测、差异分子筛选、差异分子鉴定、分类模型构建、数据库自建等关键步骤,才能为客户呈现最好的组学研究结果!

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