
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。
重要对象
π-HuB 品牌有何意义顺利通过三梦想来阐释身休氨基酸质组的大自然的奥秘,并促使精准扶贫医院的成长。1. 得知躯干原则
数字6化解剖学空間: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:
● 组织机构/器宫的上皮细胞组成的 ● 独立体细胞型的蛋清质构成的 ● 血细胞内的核苷酸质组中间团伙在线揭露搭配作用: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. 搭建 Meta Homo Sapiens 建模方法
健康寿命运动轨迹: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。
心态服务器: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:
● 追综注意临产和产妇时间段的核膳食纤维组主旅途 ● 编写比较冗杂病毒成长和进步进程中比较冗杂核蛋白组的侧向动图波动 ● 肯定非遗传性问题(如共融微动物组、工作行为和条件)对人体细胞血清质组的导致数字8化型号: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. 共建 π-HuB 导航仪器
一个的状态空间区域检测设备: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。
实际存在模板: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。
方式位置: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。
因果分析判断: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。
拓扑结构导航导航图: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。
软件应用: ● 追踪定位安全规迹 ● 表述的疾病危险环境因素开展和晚期珍断的必要环境因素 ● 带动新的缓解调查保障措施和自动化医院技巧的发展方向 确认这三种工作目标,π-HuB 内容将可能阐述身体球胆固醇组的探索与发现,并着力推进脱贫社区医疗的趋势,进而改变“智医”的愿景是什么。
图1 π-HuB 投资项目的发展目标值目标值(图源:He, et al., Nature, 2024)
重要的体系
π-HuB 楼盘将相信几个支柱产业来保障其制定目标,并确定其成就 推进。1. 人体内生物体样例
源多元化:
● 分析范本:从健康保健受赠者的死尸分析中荣获的部位、机构和活体范本。 ● 双胞胎宝宝序列:广泛用于计算方法年龄层中看到的遗传性变异的遗传性营养成分,并能助调整较为复杂疾病症状病症状学学习中相互会影响元素的会影响。 ● 对于消费者的序列:产于全球不一样地域兼备不一样家庭生活的方式和坏境的个人独资的优质量管理生物学样板的横有点复杂整理。 ● 水平垂直列队研究分析:APP非入侵性或入侵性较小的技木,以相对性较高的监测频繁 对正常工商户或具备正常或的治疗意议或最终结果的定位体现的求美者的子样本确定监测。标准规定化的批注: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。
元参数标淮: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. 校正系统的创新
单组织血清质组学 (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。
前景蛋白酶质组学: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。
血浆球高蛋白酚类化合物析: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。
的功能高蛋白质组学: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. 计算出能力特色化
数据库优化与定量分析: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。
可解释清楚人工费智慧 (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。
较大型语言表达建模方法 (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. 大学科基础性设施管理
一个国家安全设施/管理中心: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。
國际合作项目: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. 开馆环境资源
资料远程管理: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。
生物学消息学基本条件生活设施: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。
计算方式框架的: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. 國際钻研团队图片
多化学学科进行合作: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。
决策制定医疗机构: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。
技能构建和民族文化交流会: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。
用这六个支柱产业,π-HuB 項目将可能满足其目的,并引领球膳食纤维组学在中医药学区域的运用,以后满足精确医院的发展目标。
图2 π-HuB 新项目的关键性支撑(图源:He, et al., Nature, 2024)
的挑战
π-HuB 好项目也要面对着一个击败。1. 伦理道德: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. 互联网源:建立一个专门为 π-HuB 项目设计的、适合目的的数据中心。
3. 数剧转成和聚合:确保来自不同团队的数据具有可比性和可整合性。
4. 建模方法:构建一个复杂的计算机驱动的人体蛋白质组 Meta Homo Sapiens 模型。
实际拜谱生物
π-HuB 新品牌为了更好地在 30 年的付出,授予一个系列的上升性的成绩,持续推进精确医学和智医的发展趋势。一些是 π-HuB 新品牌开机和制作第一阶段(2024-203两年)的预料授予的成绩。1. 组织结构创造出一个机理
组织细胞性质剖析的营养物质质组图谱: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。
新碳原子/上皮细胞工作机制: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. 蛋清质组科研开发的生活中原则规程
人类进化核营养素组共同点物资: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。
淀粉酶质安全健康评估: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. 血清质组科研开发的脱贫攻坚治疗
人类历史淀粉酶质组有特点影视资源: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。
新的怪物图标物和诊治靶点: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 导航仪器
一个情形环境分析仪器: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 楼盘预期收益赢得的课题将非常大地进一步推动准确诊疗和智医的快速发展,被人类卫生企事业修出很大供献。拜谱个人总结
π-HuB 新该的项目都是个兴奋心的新该的项目,它有有机会全面影响我们公司对女性身体的认识,并力促脱贫医疗保健保障的提升。完成时代国际协作和科技有限公司企业创新,π-HuB 新该的项目即将在明天几百年内选取特大达到,为问题防止和就诊、口服药表明和脱贫医疗保健保障得到荣誉奖。拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司,率先引进赛默飞新几代质谱仪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深入球膳食纤维组学加测产品,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、系统糖肽、半胱氨酸体现、环境球蛋白组等特色技术,欢迎大家咨询!
参考资料文献资料:
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