Banques de données, bases de connaissance et dépôts de référence en Métabolomique
←
→
Transcription du contenu de la page
Si votre navigateur ne rend pas la page correctement, lisez s'il vous plaît le contenu de la page ci-dessous
Banques de données, bases
de connaissance et dépôts de
référence en Métabolomique
Franck Giacomoni – MetaboHUB – INRA.PFEM
Session « Analyse et interprétation de données métabolomiques et
protéomiques : points communs et spécificités »
28 mars 2018 – Forum Labo – Lyon
SFEAP - RFMF
Analyses des données en Métabolomique
Annotation
Interprétation
Identification
Extraction Data
Analyses
statistiques
Méthode
analytique
L’identification, étape complexe…
Diversités des familles chimiques de
Métabolites
Diversité
instrumentale
1 molécule
Technique 01 Technique 02
Métabolites en
différentes
concentrations
L’identification, étape complexe et longue… Expérimentation métabolomique
70 8000
7020 ions 60
Temps (jours)
7000
60
Nombre de variables
5590 ions 6000
50
5000
40
Nombre de variables
Nombre de jours
30 4000
2960 ions
30 significatifs
3000
20
20
2000
10
590 métabolites et
10 5 5 fragments potentiels
20 métabolites 12 métabolites 1000
putatifs confirmés
0 0
Acquisition par LC-MS Retraitement informatique Analyse statistique du Recherche d'adduits et Confirmation d'identification Interpretation biologique
(calcul de masses exacte, protocole biologique fragment, comparaison aux par MS/MS
filtrage) bases de données pour
identification
Etapes de l'étude
Base de données, banques et librairies : définitions
• Une base de données : collection organisée d’information
• Une banque de données : représente la donnée seulement
• Une librairie : une façon de représenter cette information
• Une base de connaissance : agrégations et enrichissement de banques
• Un dépôt de référence : base de données, en accès libre, à usage général
pour la recherche sur la métabolomique multiplateformes et inter-espèces.
Des banques en Métabolomique…
Banques de composés chimiques
Librairies “faites maison”
Librairies de spectres
Bases de données de réseaux métaboliques
Dépôts de références
PSM V43 D169 Alfalfa fields in the desert, 1893
Des banques en Métabolomique…
Comment choisir votre banque ?
F: FTMS + p ESI Full ms2 173.09@cid20.00 [50.00-800.00]
116.07041
100
95
Des empreintes métaboliques à annoter 90
85 Exemple de la LCMS
80
75
70
65
Relative Abundance
60
55
50
45
40
35
173.09190
30 127.08652
25
20
15
10 80.49458 155.08136
70.06497
86.06400 169.67426
5 61.03990 184.86218
102.71753 143.04167
Empreinte métabolique 0
D:\439010\...\ara 0uM CdCl2 n1.1 12/07/02 15:50:20
60 80 100 120 140 160 180
RT: 0,00 - 150,02
NL: m/z
100
- Masse moléculaire
1,63E7
Bas e Peak F: + c
Spectre
90
ESI Full m s [
100,00-1000,00]
- Précise
80 MS ara 0uM
CdCl2 n1.1
- M/Z
70
Relative Abundance
60
50
40
- Intensité
30 - À une temps de rétention donné
20
10
0
0 20 40 60 80 100 120 140
Tim e (m in)
Une molécule, c’est plusieurs ions…
Adduits
Ion pseudo
moléculaire
FragmentsDes banques… des stratégies d’annotations Précision en masse
Peak matching
C10H15O4 (0.1 ppm)
Banques de composés chimiquesDes banques… des stratégies d’annotations
A public
Chemical databank
repository of Name
information
on small
molecules
VS Chemical Entities of Biological Interest
Freely available dictionary of molecular entities focused on
and their ‘small’ chemical compounds. Address
biological
activities
EMBL – EBI
Entries
41,000 entities fully annotated www.ebi.ac.uk/chebi
157,000,000
entriesDes banques… des stratégies d’annotations
Ressource de référence et publique
Statut des données
« Manually annotated by the ChEBI team »
« Manually annotated by a third party »
« Marked as deleted or obsolete »
Systèmes d’Ontologies : structure moléculaire, rôles et informations sur
les particules subatomiques.
Recherche manuelle par masse et formule
Web servicesDes banques… des stratégies d’annotations
REFERENCE
Spectral matching
EXPERIMENTALEDes banques… des stratégies d’annotations
EXPERIMENTALE
REFERENCE
Spectral matching
Score of 0.83630…PeakForest – collection de métabolomes
PkForest
Fonctionnalités
Dépôts de métabolomes
SOP d’acquisition des données
Annotation de matrices biologiques
Curation de données, visualisation
Indicateurs
• 6 000 profiles métaboliques (MS & NMR) and 2 500 métabolites
• Contributeurs : > 20 (4 nœuds FR MetaboHUB)
Améliorations en cours
• Ajout de métabolomes complets d’organisme modèles
• Interopérabilité avec W4M, MetExplore & dépôts européens. PI : Franck Giacomoni
• Devenir un dépôt de référence
https://peakforest.orgDes banques… des stratégies... des résultats...
Consolidons nos connaissances
ü Base de connaissances sur le
« Food Metabolome »
ü Une base de données en ligne et
Chemical en « open access »
Structures
In-house tool Chemaxon Marvin
ü Dédiée aux
Expert knowledge of
food phytochemicals Predicted
Physico- OpenBabel phytomicronutriments et leurs
chemical
biotransformations metabolites
properties métabolites
Books: Phytochemical dictionary…
Known Dietary Databases:
metabolites sources
+ Literature survey
Spectral
data + Literature survey
PI : Claudine Manach
www.phytohub.euDes banques… des stratégies... des résultats... des connaissances...
Référencez SVP !
• W4M participe à l’effort de l’« open
science »
• W4M fournit des DOI afin de
référencer les historiques de ses
utilisateurs (de la données brute aux
résultats statistiques et
d’annotation, les outils utilisés, leurs
paramètres et les workflows)
• Utilisable dans les publications
Guitton et al (2017). IJBC, doi:10.1016/j.biocel.2017.07.002
http://workflow4metabolomics.org/referenced_W4M_historiesDes banques… des stratégies... des résultats... des connaissances... Référencez SVP !
http://www.ebi.ac.uk/metabolights Email: metabolights-help@ebi.ac.uk
MetaboLights - Open Source Database
Sample Collection Sample Preparation Analytical Analysis Data Interpretation
• « Cross » espèces, « cross » techniques
• Collection d’information la plus complète possible
• « Open access », accessible via différents portailsConclusions
• L’annotation est une étape critique et délicate – rôle premier des banques de données
• Echanges + efforts entre chimistes / biologistes / bioinformaticiens
• La constitution et le maintien de banques de données pour la métabolomique, de
qualité est primordiale
• Challenge(s) à relever :
• Construire collections de métabolomes de références d’organismes modèles
• Définition d’un composé chimique (nom(s), représentation 2D / 3D)
• Développer les aspects « interopérabilité » avec les autres ressources de référence
du domaine (Workflow4Metabolomics, MetExplore ;-) … )Vous pouvez aussi lire
