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Enregistrement W3116735265 · doi:10.1101/2020.12.22.423928

Systematic detection of functional proteoform groups from bottom-up proteomic datasets

2020· preprint· en· W3116735265 sur OpenAlexaff
Isabell Bludau, Max Frank, Christian Dörig, Yujia Cai, Moritz Heusel, George Rosenberger, Paola Picotti, Ben C. Collins, Hannes Röst, Ruedi Aebersold

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2020
Typepreprint
Langueen
DomaineChemistry
ThématiqueAdvanced Proteomics Techniques and Applications
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesSystemsX.chSchweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen ForschungNational Science Foundation
Mots-clésProteomeComputational biologyProteomicsAlternative splicingHuman proteome projectContext (archaeology)GenomeBottom-up proteomicsGeneBiologyBioinformaticsChemistryGeneticsTandem mass spectrometryMass spectrometryMessenger RNA

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract The cellular proteome, the ensemble of proteins derived from a genome, catalyzes and controls thousands of biochemical functions that are the basis of living cells. Whereas the protein coding regions of the genome of the human and many other species are well known, the complexity and composition of proteomes largely remains to be explored. This task is challenging because mechanisms including alternative splicing and post-translational modifications generally give rise to multiple distinct, but related proteins – proteoforms – per coding gene that expand the functional capacity of a cell. Bottom-up proteomics is a mass spectrometric method that infers the identity and quantity of proteins from the measurement of peptides derived from these proteins by proteolytic digestion. Whereas bottom-up proteomics has become the method of choice for the detection of translation products from essentially any gene, the inherent missing link between measured peptides and their parental proteins has so far precluded the systematic assessment of proteoforms and thus limited the resolution of proteome maps. Here we present a novel, data-driven strategy to assign peptides to unique functional proteoform groups based on peptide correlation patterns across large bottom-up proteomic datasets. Our strategy does not fully characterize specific proteoforms, as is achievable in top-down approaches. Rather, it clusters peptides into functional proteoform groups that are directly linked to the biological context of the study. This allows the detection of tens to hundreds of proteoform groups in an untargeted fashion from bottom-up proteomics experiments. We applied the strategy to two types of bottom-up proteomic datasets. The first is a protein complex co-fractionation dataset where native complexes across two different cell cycle stages were resolved and analyzed. Here, our approach enabled the systematic detection and evaluation of assembly specific proteoforms at an unprecedented scale. The second is a protein abundance vs. sample data matrix typical for bottom-up cohort studies consisting of tissue samples from the mouse BXD genetic reference panel. In either data type the method detected state-specific proteoform groups that could be linked to distinct molecular mechanisms including proteolytic cleavage, alternative splicing and phosphorylation. We envision that the presented approach lays the foundation for a systematic assessment of proteoforms and their functional implications directly from bottom-up proteomic datasets.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0040,002
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,001
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,015
Tête enseignante GPT0,226
Écart entre enseignants0,211 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations8
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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