MCP|LQ|DIAlignR provides precise retention time alignment across distant runs in DIA and targeted proteomics

文献名： DIAlignR provides precise retention time alignment across distant runs in DIA and targeted proteomics（DIAlignR 为DIA和靶向蛋白质组学提供了准确的保留时间对齐的算法）

期刊名：MCP

发表时间：（2019年1月）

单位：

1. 多伦多大学
2. 斯坦福大学

 

一、 概述：（用精炼的语言描述文章的整体思路及结果）

我们提出了一种新的保留时间算法，直接比对原始swathm – ms的二级色谱图的数据，采用了混合动态规划方法。该算法不强制按洗脱时间顺序排列色谱峰洗脱，峰对齐过程中允许峰位置的交换。粗略的全局拟合使其具有抗噪声的稳定性。在一个手动验证数据集，该策略优于当前最先进的方法。局部对其使得其精度更高。

二、 研究背景：（简要介绍研究进展动态、研究目的和意义）

尽管现在已经有大量的建立保留时间一致的方法。然而，目前在代谢组学和蛋白质组学中，保留时间对齐的算法是在SWATH-MS方法出现之前设计的。

这些算法通常使用动态规划算法在原始的MS1色谱图上或者特征表中寻找一个全局配对的对齐函数。然而大部分方法依赖于MS1数据，并且以此生成的对齐函数受到所含肽段的影响。 这些方法要么使用双向匹配，或者利用特征通过LOESS或者核密度函数来计算全局函数，从而对齐二级质谱，这在高噪声、缺少特征或者特征检测算法出错的情况下提供了一个次优解。全局单调函数也是如此，由于是单调函数，不考虑任何两个肽段之间保留时间的翻转。

本文提出了DIAlignR保留时间对齐算法， 该算法可以克服其他方法的缺点。不需要特征，就能直接将来自靶向蛋白质组学的原始多重MS2色谱峰图对齐。本方法使用动态规划来获得两者之间的最佳映射，含有局部信息的色谱图，如多个邻近峰进行对齐。该方法还能够使用全局运行对齐指导，使其抗噪声能力强。DIAlignR可以灵活处理用户的偏好，用户在全局对齐和局部对齐的两个极端之间进行选择。

三、实验设计：

四、研究成果：（重点图表展示）

靶向蛋白组学MS2色谱对齐算法。

a：多肽离子碎片的色谱图，两次测得的数据，run A在上面，run B在下面。

b：两次运行的色谱图相似度用矢量的点积计算

c：外点积色谱图相似度评分矩阵(S)用作对齐的近似路径。

d:基于特征的对齐，通过相似矩阵计算出最佳得分路径，偏离一定范围的点使用负分数来惩罚。

e：仿射罚分策略通过相似矩阵计算最高分的路径，该动态规划方法使用三维矩阵递归打分。对齐的路线使用黑色线表示

f：将色谱峰强度映射到对齐的时间路径上

使用全局优先的方法对不同相似性测量的方法，技术参数，相似性罚分对S. Pyogenes 数据集对齐准确性进行比较a:不同相似性测量方法的比较。b间隙罚分的选取对对齐结果在一定的RT差异容忍度内的峰百分比的影响。c, DGSVSVADSGR/2肽段在run11和run12的罚分相似性矩阵。d, 提取的肽段XIC图的端点。

阅读人：刘权