
2024年12月11日,Nature发表了一篇由国家蛋白质科学中心贺福初院士和苏黎世联邦理工学院Ruedi Aebersold教授联合近百名国际科学家发表的题为“π-HuB: the proteomic navigator of the human body”的观点文献。本文介绍了π-HuB项目,旨在通过生成和利用多模态蛋白质组数据来增强对人类生物学的理解,并推动精准医疗和智医的发展的“大科学”项目。
明确总体目标
π-HuB 建设项目意在进行五大方向来体现我们身体球营养物质组的秘密,并积极推动优质医用的经济发展。1. 得知人体内机制
号码化分析个人空间:利用单细胞和空间蛋白质组学等技术,将人体分解成一系列数字蛋白质组解剖空间,包括:
● 集体/人体器官的组织組成 ● 单独某个生殖细胞种类的核高蛋白根据 ● 组织细胞内的淀粉酶质组平台原子在线论述建设方案作用:通过整合多模态数据融合/整合技术,特别是深度学习和基础模型的快速发展,将高分辨率、基于解剖的蛋白质组数据转化为解码细胞/组织/器官的分子/细胞构建原理的绝佳机会,并揭示生物过程的关键分子/细胞机制,即从蛋白质网络到表型的因果关系。
2. 開發 Meta Homo Sapiens 模式化
健康频次规划:深入研究个体一生中人类蛋白质组的动态变化,探索人类蛋白质组如何适应影响健康结果的各种因素。
情形位置:将整个人体状态空间转换为多个子空间,并通过各种维度进一步分解,例如:
● 追综主要的临产和引产后时段.的高蛋白质组咨询中心行驶轨迹 ● 绘图多样化疾患成长 和进行过程中中多样化蛋白酶质组的横纵动态信息变迁 ● 来确定非遗传性原因(这类总共生下了分子生物学学组、过日子的方式和室内环境)对人体内蛋清质组的印象金额化类别:将状态上下文蛋白质组数据与其他人类组学数据整合,并投射到一个名为 Meta Homo Sapiens 的数字化模型中。该模型将使用三维解剖层次结构记录每个级别器官、组织、体液和细胞的数字特征,并包含时间序列帧,每个帧包含在单位时间内测量和增强的蛋白质组数据,以代表人体在特定时间戳的状态。
3. 引入 π-HuB 汽车导航器
虚假阶段房间实验仪器:将生理表型与蛋白质组导向的时空生化/生物物理信息相结合,创建一个虚拟状态空间仪器。
真人三维模型:将原型 Meta Homo Sapiens 模型从初始身体条件转移到不同的次级状态,以获得真实模型。
心态空間:通过模拟每个模型的身体动力学来创建一个涵盖人体所有关键状态的状态空间,并解决基于非侵入性蛋白质组快照和纵向蛋白质组测量的结果预测问题。
因果推断出:使用因果推断来识别导致相邻关键状态之间转换的潜在触发因素。
拓扑关系导航模块图:将每个状态空间视为拓扑导航图,其中每个节点是定义相应生物标志物的关键状态,两个节点之间的边记录了从一种状态转换为另一种状态的触发因素。
应用软件: ● 搜寻的健康航迹 ● 分类发病风险存在估评和早期的评估的极为重要要素 ● 促进改革新的工艺纠正工艺和自动化治疗工艺的成长 能够 这六大方向,π-HuB 投资项目将极可能折射出人体组织蛋白酶质组的奥密,并确保优质医疗管理的进步,终极实现了“智医”的长远目标。
图1 π-HuB 品牌的基本目标(图源:He, et al., Nature, 2024)
重要的体系
π-HuB 项目流程将借助于几个核心来支承其制定目标,并为了确保其成功创业推进。1. 人们菌物样例
来历五花八门化:
● 分析学范例:从营养受赠者的身体分析学中赚取的集体、集体和活体范例。 ● 双胞链表:适用计算的消费群中观察动物到的基因遗传变异的基因遗传材质,并有益于设定非常复杂妇科疾病临床表现学学习中夹杂关系的关系。 ● 特征提取众人的序列:原于全球有所差异中南部兼具有所差异衣食住行具体方法和学习环境的员工自身的高水平量海洋生物样板的横横剖面抽取。 ● 可以序列探索:广泛应用非注入性或注入性较小的科技,以相较高的取样频繁对营养身体员工或都具有营养身体或调理价值或结果显示的设定暴露自己的人群的子样本开展取样。标椎化化的参考文献标注:所有样本都需要进行良好的、一致的注释,包括临床和人口统计学信息,例如问卷调查、物理测量、生化测试、医学影像数据、与疾病易感性相关的遗传变异记录以及可穿戴设备记录等。
元数值标淮:使用通用的元数据标准进行注释,以确保数据可访问性、互操作性和基于人工智能的数据整合。
2. 在线测量新技术自主创新
单组织核胆固醇组学 (SCP):通过加速和基准测试基于质谱的技术如nanoPOTS、SCoPE-MS和scPiMS,以及开发完全集成/自动化的纳克级样品制备和单分子蛋白质测序技术,以提升分析通量。
前景球核苷酸组学:利用深度视觉蛋白质组学技术或其衍生技术进行分析,并开发基于人工智能的组织成像导航技术,实现高通量和像素格式采样,同时整合多模态数据。
血浆球蛋白质含量成分析:应用基于质谱或亲和力的技术进行血浆蛋白质组分析,以同时分析数千个蛋白质在数千个血浆样本中的高通量。
用途核蛋白组学:开发和应用稳健的技术,以生成指示蛋白质组功能状态的多维蛋白质组数据,例如翻译后修饰、结构状态、定位和相互作用。
3. 估算系统革新
数剧整合资源与研究分析:开发数据驱动的建模方法,例如自动机器学习 (autoML),以近似许多虚拟和现实世界系统。
可解釋劳动力自动化 (XAI):开发 XAI 方法,以提供蛋白质组分析结果的清晰和可理解的解释,并验证人工智能驱动的假设。
巨型文字模特 (LLM):建立先进的 LLM,以理解并生成蛋白质组学领域的特定语言,并分析大量生物医学文本。
因果逻辑:使用因果推理方法来识别导致相邻关键状态之间转换的潜在触发因素。
4. 大科学的框架设施管理
国家配制/中心点:建立国家设施/中心,用于收集和处理多层蛋白质组数据,并具备高吞吐量和高性能计算能力。
展览联合:与世界各地的现有基础设施合作,例如荷兰蛋白质组学中心和澳大利亚的 ProCan。
5. 发展资源英文
数值数据服务:将 π-HuB 产生的(非敏感)原始数据通过实施可查找、可访问、可互操作和可重用 (FAIR) 数据原则的数据门户网站直接提供给国际科学界。
微生物信息学基础性设施:开发将蛋白质组学图谱整合到 UniProt 中的生物信息学基础设施,以便向整个生命科学界提供信息。
计算整体布局完成后:开发一个基于 π-HuB 分子和空间数据的网络版 Meta Homo Sapiens 计算框架,以便临床医生和患者可以免费查询医疗干预策略。
6. 亚太论述销售团队
多专业学位媒体合作:由研究人员、软件工程师、临床医生、病理学家、项目经理、管理人员、财务人员、律师、商业实体等组成的国际研究团队。
策略贷款机构:由执行委员会和顾问委员会领导,并遵循明确的治理和问责制指南。
力量的建设及文化知识交换:通过奖学金/研究员计划促进国际研究人员之间的思想交流和研究成果交流,并吸引更多年轻科学家参与该项目。
顺利通过这六个支撑点,π-HuB 投资项目将即将达到其总体目标,并统筹推进高蛋白质组学在临床行业的技术应用,终结达到精淮医疔的理念。
图2 π-HuB 新项目的关健支撑体系(图源:He, et al., Nature, 2024)
探索
π-HuB 楼盘也要面对着一系挑衅。1. 伦理学:建立一个共同的、灵活的、普遍接受的框架,以应对伦理和监管方面的挑战。
2. 大统计资料:建立一个专门为 π-HuB 项目设计的、适合目的的数据中心。
3. 数据报告转换和数据整合:确保来自不同团队的数据具有可比性和可整合性。
4. 3D建模:构建一个复杂的计算机驱动的人体蛋白质组 Meta Homo Sapiens 模型。
目标结果
π-HuB 该项目流程为了更好地利用 30 年的拼搏,达成一产品提升性的课题,促进改革精细医疗保障和智医的激发。下是 π-HuB 该项目流程开机和激发阶段性(2024-203几年)的逾期达成的课题。1. 团体营造远离
細胞型号剖析的蛋白质组图谱:建立包含所有主要器官和组织的细胞类型解析的蛋白质组图谱,揭示不同细胞类型的蛋白质表达、亚细胞定位、翻译后修饰和相互作用。
新分子式/癌细胞共识机制:发现新的分子/细胞机制,解释不同细胞类型和组织功能的多样性。
2. 核胆固醇组市场导向的活动方法导则
人们的核营养物质组特征英文资源的:建立一个包含人类蛋白质组特征资源的数据集,包括与不同生活方式相关的蛋白质组特征。
蛋白酶质安全健康评价:开发一个基于神经网络或大型语言模型的蛋白质健康评分系统,为个人提供个性化的健康指导。
3. 淀粉酶质组支撑的精准度医疗管理
人类进化核脂肪酸组特征描述资源性:建立一个包含人类蛋白质组特征资源的数据集,包括与主要疾病相关的蛋白质组特征。
新的动物标志牌物和方法靶点:发现新的蛋白质组生物标志物和治疗靶点,用于疾病的早期诊断和精准治疗。
4. π-HuB 导航导航器
虚拟技术状态下范围检测设备:开发一个虚拟状态空间仪器,用于追踪人体健康轨迹、预测疾病风险和制定精准治疗方案。
智医:实现“智医”的愿景,通过人工智能技术为个人提供个性化的健康管理方案。
π-HuB 建设项目估计拥有的科研成果将从而地带动准确医疗器械和智医的转型,待人类健康保健卫生事业设计出特大安全事故功绩。拜谱工作小结
π-HuB 产品流程都是个清凉人性的产品流程,它有也许 恢复转换我们大家对躯干的认知,并深入推进正确整形的在未来发展。利用国外配合和新材料技术转型升级,π-HuB 产品流程有机会在在未来数多年内确认重大安全事故达到,为皮肤疾病怎样预防和检测、药物剂量找到和正确整形得出功绩。拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司,率先引进赛默飞一览表这一代质谱仪Astral,并且专家团队总结多年DIA蛋白质组项目经验,结合Astral质谱仪高稳定性、高灵敏度、高通量、高深度的特性对样品制备、分离技术、算法软件、实验设计全流程进行多维迭代更新,助力公司的DIA蛋白组产品全线升级,推出了DIA-Ultra进一步淀粉酶质组学查测产品,达到万级蛋白深度检测(最高可超越12k),在此基础上也开展了磷过酸、乳过酸、全部糖肽、半胱氨酸绘制、余地蛋白质组等特色技术,欢迎大家咨询!
借鉴论文文献综述:
He F, Aebersold R, Baker MS, Bian X, Bo X, Chan DW, Chang C, Chen L, Chen X, Chen YJ, Cheng H, Collins BC, Corrales F, Cox J, E W, Van Eyk JE, Fan J, Faridi P, Figeys D, Gao GF, Gao W, Gao ZH, Goda K, Goh WWB, Gu D, Guo C, Guo T, He Y, Heck AJR, Hermjakob H, Hunter T, Iyer NG, Jiang Y, Jimenez CR, Joshi L, Kelleher NL, Li M, Li Y, Lin Q, Liu CH, Liu F, Liu GH, Liu Y, Liu Z, Low TY, Lu B, Mann M, Meng A, Moritz RL, Nice E, Ning G, Omenn GS, Overall CM, Palmisano G, Peng Y, Pineau C, Poon TCW, Purcell AW, Qiao J, Reddel RR, Robinson PJ, Roncada P, Sander C, Sha J, Song E, Srivastava S, Sun A, Sze SK, Tang C, Tang L, Tian R, Vizcaíno JA, Wang C, Wang C, Wang X, Wang X, Wang Y, Weiss T, Wilhelm M, Winkler R, Wollscheid B, Wong L, Xie L, Xie W, Xu T, Xu T, Yan L, Yang J, Yang X, Yates J, Yun T, Zhai Q, Zhang B, Zhang H, Zhang L, Zhang L, Zhang P, Zhang Y, Zheng YZ, Zhong Q, Zhu Y; π-HuB Consortium. π-HuB: the proteomic navigator of the human body. Nature. 2024 Dec;636(8042):322-331. doi: 10.1038/s41586-024-08280-5