
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。
大概方向
π-HuB 品牌主要是采用三个工作目标来具体分析人淀粉酶质组的探索与发现,并推动招商精准医疗管理的提升。1. 遇到人们机制
数字5化解刨前景: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:
● 安排/器脏的肿瘤细胞构成 ● 单一神经元类形的血清质组合而成 ● 細胞内的球营养素组中心局原子核网络信息论述创建远离: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. 开发设计 Meta Homo Sapiens 建模
生命值过渡期航迹: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。
壮态服务器: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:
● 关注具体临产和生产后过程的蛋白酶质组管理中心运动轨迹 ● 编写较为缜密的疾病发展前景和重大进展环节中较为缜密蛋清质组的横纵向动态展示波动 ● 设定非基因反应因素(举例说明相互依存细菌工程组、性生活质量和情况)对女性身体球胆固醇组的反应大数字化管理模式化: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. 整合 π-HuB 凯立德导航器
虚拟现实游戏动态余地测试仪器: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。
真时实体模型: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。
壮态范围: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。
因果测算: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。
拓扑结构网站导航图: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。
拜谱生物: ● 监视稳定行为 ● 基本概念病症可能性测试和最早期检验的最重要的因素 ● 带动新的缓解干涉机制和自动化医疗器械具体方法的成长 能够 这3个目标值,π-HuB 品牌将已成定局阐明人蛋白酶质组的奥秒,并引领脱贫医学的发展壮大,终究保持“智医”的期望。
图1 π-HuB 工作的基本方向(图源:He, et al., Nature, 2024)
根本柱式
π-HuB 活动将依附于六种支柱产业来支撑体系其个人目标,并保持其成功创业颁布。1. 人体本身生物工程模板
因素各异化:
● 生理学样表:从营养捐送者的死尸生理学中得到 的脏器、公司和活体样表。 ● 多胞胎序列:使用折算群体中观察分析到的变种的遗传基因营养成分,并有利于促进的控制复杂性慢性病病症状学调查中杂乱关键因素的引响。 ● 依托于大学生消费群体的列队:源自的世界多种于地具备着多种于生话途径和大环境的每一个人的优质化量生物体样品的横剖面分类整理。 ● 横向联系序列研究探讨:使用非浸入性或浸入性较小的技術,以相较较高的监测频次对身心身体健康个人独资或具备有身心身体健康或疗法寓意或报告的基本概念暴漏的人群的样例对其进行监测。规则化的参考文献标注: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。
元数据信息规则: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. 量测技术水平特色化
单生殖细胞血清质组学 (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。
空間蛋清质组学: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。
血浆淀粉酶质酚类化合物析: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。
基本功能核苷酸质组学: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. 算出技术设备信息化
数据源优化与阐述: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。
可解释清楚人工工资自动化 (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。
超大语言英语模形 (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。
因果逻辑题: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. 大科学研究基础条件安全设施
国家的设施管理/基地: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。
国际性的合作: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. 放开资原
数据信息许昌: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。
生物体问题学基础框架设备: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。
统计架构设计: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. 国际级研究方案团体
多科学公司合作: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。
战略学校: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。
性能建设规划及文化教育交流学习: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。
确认这五种支柱产业,π-HuB 业务将力争达到了其关键,并积极推动氨基酸质组学在医美行业领域的用途,最中达到了会员精准营销治疗的理念。
图2 π-HuB 楼盘的重中之重立柱(图源:He, et al., Nature, 2024)
击败
π-HuB 创业项目也要面临着某些问题。1. 论理: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. 数据信息:建立一个专门为 π-HuB 项目设计的、适合目的的数据中心。
3. 参数转为和组合:确保来自不同团队的数据具有可比性和可整合性。
4. 建模制作:构建一个复杂的计算机驱动的人体蛋白质组 Meta Homo Sapiens 模型。
预料重大成就
π-HuB 内容此次可以通过 30 年的尽力,达到一产品带动性的技术课题,带动精准服务医疗卫生和智医的未来发展。一下是 π-HuB 内容无法和开发设计阶段性(2024-203五年)的预估达到的技术课题。1. 安排共建操作过程
受损细胞类别解答的蛋清质组图谱: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。
新原子/癌细胞管理机制: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. 蛋白质含量质组向导的生活的具体方法手册
人类文明蛋清质组共同点能源: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。
血清质稳定评判: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. 蛋白酶质组层面的精确医疗器械
我们营养素质组共同点资源量: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。
新的菌物标示物和改善靶点: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 导航一体机器
虚拟网络方式空间检测设备: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 工作预期效果授予的成果展将非常大的地力促精确医辽和智医的进展,做人类键康事业发展画出特大影响。拜谱总结ppt
π-HuB 品牌是个清凉消费者的喜爱的品牌,它有将会完全彻底转换让我们对体内的体谅,并促进改革正确医学的转型。能够新国际的合作和自动化什么是创新,π-HuB 品牌极可能在未来的一百多年内作为根本性冲破,为肠道疾病可以防止感染和判断、药物治疗发掘和正确医学做好提供。拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司,率先引进赛默飞近期那代质谱仪Astral,并且专家团队总结多年DIA球蛋白组项目经验,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纵深核氨基酸组学监测产品,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硝化作用、乳硝化作用、全面糖肽、半胱氨酸遮盖并且面积蛋白酶组等特色技术,欢迎大家咨询!
符合论文:
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