4月3號(hào)，朱正江老師在《nature communications》雜志上發(fā)表了基于代謝反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)（MRN）的遞歸算法（MetDNA）。這種算法適用于任何LC-MS平臺(tái)，任何數(shù)據(jù)采集模式，在一次實(shí)驗(yàn)中能夠成功注釋超過2000種代謝物（此處應(yīng)該有掌聲！）。
Metabolic reaction network-based recursive metabolite annotation for untargeted metabolomics
原文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-019-09550-x
代謝物的注釋是代謝組學(xué)實(shí)驗(yàn)的一大難點(diǎn)，依賴于標(biāo)準(zhǔn)品二級(jí)譜圖數(shù)據(jù)庫， HMDB、Metlin數(shù)據(jù)庫中90%的已知代謝物都沒有標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)譜圖，并且許多胞內(nèi)代謝物缺乏標(biāo)準(zhǔn)品，也阻礙了現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)大。代謝物的二級(jí)譜圖與LC-MS儀器、實(shí)驗(yàn)室條件有關(guān)，也導(dǎo)致目前還沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫構(gòu)建協(xié)議。
基于代謝反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的遞歸算法，朱正江老師開發(fā)了MetDNA軟件，顯著增加了代謝物的注釋數(shù)量。其基本原理是：在細(xì)胞環(huán)境中，一種代謝物可以被催化成另一種代謝物產(chǎn)物。因此將底物代謝物與其相似化學(xué)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物代謝物定義為一對(duì)反應(yīng)對(duì)（RP）。特別是在串聯(lián)MS中，代謝物的碎裂模式由其化學(xué)結(jié)構(gòu)決定。由于它們的結(jié)構(gòu)相似性，反應(yīng)配對(duì)的兩種代謝物傾向于具有相似的MS2譜。因此，原則上MetDNA可以使用反應(yīng)對(duì)中的一個(gè)代謝物來注釋另一個(gè)未知代謝物，而不一定通過標(biāo)準(zhǔn)品譜圖數(shù)據(jù)庫中現(xiàn)有的MS2來注釋。
更重要的是，通過遞歸算法重復(fù)應(yīng)用該策略可逐步擴(kuò)展注釋代謝物。數(shù)據(jù)顯示，在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，MetDNA顯著增加了代謝物的注釋數(shù)量，從傳統(tǒng)分析的不到100種代謝物增加到超過2000種代謝物。 MetDNA還包括一個(gè)自我檢查的打分系統(tǒng)，可以減少冗余和不確定性。
總而言之，即使標(biāo)準(zhǔn)品數(shù)據(jù)庫不全，MetDNA也可以對(duì)非靶向代謝組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模的代謝物注釋。毫無疑問，朱老師的這篇文章給從事代謝組學(xué)研究的廣大同行打了一劑強(qiáng)心針，讓我們看到了解決代謝組學(xué)定性難題的希望和出路所在。