
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。
特定制定目标
π-HuB 创业项目重在顺利通过3个阶段目标来阐述女性身体蛋清质组的奥妙,并着力推进识贫医学的进步。1. 感觉人体肌肉远离
数值化生理环境: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:
● 团体/地方的血细胞分解成 ● 单独细胞系品类的蛋白质形成 ● 細胞内的球胆固醇组管理中心氧分子网路体现了创造出一个目的: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. 设计规划 Meta Homo Sapiens 整治
生命的意义周期长点迹: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。
状态下空间: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:
● 追踪定位重点临产和生完孩子后的阶段性的球蛋白质含量组服务中心曲线 ● 制作错综错综复杂重大疾病转型和新况全过程中错综错综复杂蛋清质组的横项动态图变化规律 ● 断定非显性基因基本要素(列如相互依存微生态学组、过日子形式和学习环境)对女性身体核蛋白组的不良影响数字式化型号: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. 创造出一个 π-HuB 导航一体机器
虚拟软件形态的空间机器设备: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。
真实性建模: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。
模式空间区域: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。
拓扑结构汽车导航图: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: ● 探测的健康趋势 ● 构成慢性病风险点鉴定和旱期检验的极为重要要素 ● 带动新的诊治应对工作和智慧医治最简单的方法的发展前景 凭借这3个的目标,π-HuB 項目将还有机会阐释人体人体淀粉酶质组的探索与发现,并力促深度贫困治疗的發展,结果是变现“智医”的理念。
图1 π-HuB 项目流程的总体设计方向(图源:He, et al., Nature, 2024)
关健立柱
π-HuB 创业项目将靠自己几个立柱来保障其受众,并以保证其完美使用。1. 身休生态学模板
來源齐全化:
● 解刨样版:从稳定募捐者的遗体解刨中赢得的人体系统、策划 和活体样版。 ● 孪生列队:适用算起大学生消费群体中看到的显性基因变异的显性基因部分,并这样有利于操控僵化消化道疾病病症学研发中掺杂原则的关系。 ● 因为年龄段的链表:来世界里与众的不同区域具与众的不同生活中方案和情况的个体经济的优质化量海洋生物样例的横剖面采集而来。 ● 可以列队实验:应该用非入侵性或入侵性较小的技巧,以相比较高的取样次数对卫生每一个人或存在卫生或中药治疗目的或最终的定意暴晒的的人的模板做取样。要求化的引用: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。
元参数条件: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. 测量方法技术性研发
单组织细胞营养素质组学 (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。
位置球营养物质组学: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。
血浆淀粉酶质混合物析: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。
功用球营养物质组学: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. 求算技术水平什么是创新
数据报告整理与分享: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。
可描述人工控制智慧 (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。
大型的文学语言整治 (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。
因果逻辑推理: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. 大科学有效基本条件配制
祖国设施管理/中间: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。
时代国际进行合作: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. 开放政策物资
数剧电脑共享: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。
生物学图片信息学基础知识公用设施: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。
求算整体布局完成后: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. 国际性调查技术团队
多课题联合: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。
决策制定设备: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。
能力素质基础建设和文化传承教育交流沟通: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。
按照这几大先导性,π-HuB 项目流程将力争控制其学习目标,并着力推进血清质组学在医药学方向的技术应用,结果英文控制精准脱贫医院的愿景是什么。
图2 π-HuB 工程项目的关键点要素(图源:He, et al., Nature, 2024)
击败
π-HuB 内容也受到着部分挑站。1. 理论学: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. 互联网信息:建立一个专门为 π-HuB 项目设计的、适合目的的数据中心。
3. 参数转化和转型: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。
预期结果成功
π-HuB 楼盘宗旨在可以通过 30 年的努力的,作为一产品系列上升性的重大成绩,引领脱贫整形和智医的不断发展。下述是 π-HuB 楼盘运行和制作关键时期(2024-203一年)的逾期作为的重大成绩。1. 企业倡导操作过程
内部款式辨析的蛋清质组图谱: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/癌细胞体系: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. 蛋白质含量质组主导性的工作形式指引
人体核氨基酸组特色环境资源:建立一个包含人类蛋白质组特征资源的数据集,包括与不同生活方式相关的蛋白质组特征。
蛋白酶质绿色健康评分系统: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. 蛋白质组结果导向的精确医疗管理
人血清质组共同点的资源: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。
新的海洋生物标志logo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 导航系统器
虚拟游戏环境发展空间测量仪器: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 业务预期目标完成的结果将大程度地推动了准确医疗管理和智医的趋势,处世类健康的教育事业作成根本性贡献者。拜谱个人心得体会
π-HuB 項目都是个开心內心的項目,它有会彻底清除改变了我国对人体细胞的解读,并积极推动会员脱贫营销医疗保障卫生的發展。确认香港国际达成合作和高新科技不断创新,π-HuB 項目还有机会在未来几年两百多年内授予很大打破,为发病和预防和物理诊断、药发展和会员脱贫营销医疗保障卫生得到贡献者。拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司,率先引进赛默飞新的几代质谱仪Astral,并且专家团队总结多年DIA血清组项目经验,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强度血清质组学检测工具产品,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碱化、乳碱化、完整性糖肽、半胱氨酸体现或者面积球蛋白组等特色技术,欢迎大家咨询!
决定性文献资料:
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