
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。
具体情况方向
π-HuB 好项目从而用中国三大指标来蕴含机体淀粉酶质组的魅力,并推向精确医疗机构的成长。1. 遇到人体细胞道理
数码化分析余地: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/部位的受损细胞构成 ● 单一癌细胞性质的蛋清质组合 ● 受损细胞内的核氨基酸组咨询中心氧分子网咯反映营造的原理: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. 制作 Meta Homo Sapiens 仿真模型
灵魂时间轨道: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。
模式余地: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:
● 追综其主要临产和生完孩子时段.的核氨基酸组中央规迹 ● 生成麻烦发病发展方向和进步过程中中麻烦血清质组的可以最新变化无常 ● 明确非基因遗传的影响因素(假如相互依存微怪物组、衣食住行途径和环镜)对我们身体蛋白酶质组的的影响罗马智能化绘图: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. 搭建 π-HuB 导航模块器
虚拟游戏的状态个人空间实验仪器: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。
真时模板: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。
的状态的空间: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。
因果推测: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。
app: ● 监视稳定航迹 ● 表述疾病症状风险分析分析和早鉴别诊断的为重要因素分析 ● 推向新的的治疗介入错施和智力医治策略的发展前景 依据这3大受众,π-HuB 新项目将可能蕴含人体人体核脂肪酸组的奥秒,并统筹推进精准脱贫医院的开发,最终能够实现了“智医”的展望。
图1 π-HuB 項目的综合性阶段目标(图源:He, et al., Nature, 2024)
的关键支撑点
π-HuB 大型项目将依赖于6大体系来保障其要求,并确保安全生产其成就 制定一个。1. 人体健康生物制品样例
渠道有很多化:
● 剖解样版:从键康募捐者的干尸剖解中得到的人体内脏、团队和活体样版。 ● 双胞列队:广泛用于计算方法三高人群中观察分析到的进化的隔代遗传组成成分,并促进管控复杂性疾患患病原因学设计中杂乱客观因素的印象。 ● 基本概念客户群的序列:来自于游戏世界有差异 东北部更具有差异 生存方式方法和的环境的个人独资的高品质生物体子样本的横纵断面采集。 ● 横纵向链表探究:APP非侵蚀性或侵蚀性较小的技术性,以较为较高的取样系统频繁 对安全员工自身或兼具安全或完成治疗积极意义或数据的表述露出的朋友的样版完成取样系统。基准化的标注: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。
元数剧原则: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. 自动测量科技改革创新
单人体细胞蛋清质组学 (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。
的空间核苷酸质组学: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。
血浆核脂肪酸多组分析: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。
作用淀粉酶质组学: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. 来计算技术性创新技术
动态数据资源整合与解析: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。
可解说手动智力 (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。
魔幻编程语言类别 (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. 大生物学的基础公用设施
的国家公共设施/中心的: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。
展览合作方式: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. 放开环境资源
资料独享: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。
生态学资讯学知识基础配套设施: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。
核算层次结构: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. 国家研究探讨团对
多各学科合作共赢: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。
决策者平台: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。
力量拜谱生物和技术 交流活动: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。
保证 这九大核心,π-HuB 项目流程将有机会保证 其个人目标,并统筹推进球高蛋白组学在药学方面的APP,结果英文保证 深度贫困医疗设备的愿景是什么。
图2 π-HuB 工程的关键所在基石(图源:He, et al., Nature, 2024)
终极挑战
π-HuB 活动也遭受着点挑战模式。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. 大数值:建立一个专门为 π-HuB 项目设计的、适合目的的数据中心。
3. 统计数据添加和优化组合:确保来自不同团队的数据具有可比性和可整合性。
4. 模型:构建一个复杂的计算机驱动的人体蛋白质组 Meta Homo Sapiens 模型。
实际科技成果
π-HuB 投资建设项目主要是能够 30 年的精力,得到一全系列深入推进性的技术收获,深入推进识贫医治和智医的的发展。下类是 π-HuB 投资建设项目无法和制作阶段中(2024-203一年)的预估得到的技术收获。1. 安排融合目的
神经元类讲解的核脂肪酸组图谱: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。
新大分子/人体细胞措施: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. 胆固醇质组层面的现在的生活具体方法手册
人们的球核苷酸组本质特征能源: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。
球蛋白健康的评分系统: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. 核高蛋白组指引的准确医疗器械
我们人类核核苷酸组特征描述物资:建立一个包含人类蛋白质组特征资源的数据集,包括与主要疾病相关的蛋白质组特征。
新的生态学标志牌物和控制靶点: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 凯立德导航器
一个情况空間检测仪器: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 工作期望争取的科技成果将很大程度上地助推深度贫困诊疗和智医的发展方向,处世类卫生事业单位制作出重要重大贡献。拜谱工作小结
π-HuB 业务就是个期待人的内心的业务,它有会彻底清除变动我们大家对女性身体的看待,并推动了优质医疗服务卫生的的发展。采用亚太的合作和信息技术多元化,π-HuB 业务有希望在的前景几十块年内认定重大事件挑战,为病毒杜绝和评估、抗癫痫药物遇到和优质医疗服务卫生制作贡献度。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第二代质谱仪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的深度淀粉酶质组学测量产品,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、系统糖肽、半胱氨酸表达包括范围蛋白酶组等特色技术,欢迎大家咨询!
学习论文参考文献:
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