
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。
关键目标值
π-HuB 好项目为了更好地在六大最终目标来揭露人的身体蛋清质组的秘密,并助推脱贫治疗的发展前景。1. 遇到人体内的原理
小数化解刨前景: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:
● 组织机构/五官的组织形成 ● 独立体细胞类别的血清质分解成 ● 細胞内的球高蛋白组平台分子结构无线网络阐明构筑机制: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. 开发管理 Meta Homo Sapiens 三维模型
健康周期长规划: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。
工作状态位置: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:
● 搜寻主耍产前检查和生产后阶段性的淀粉酶质组中心的旅途 ● 画出多样化传染性疾病提升和近展历程中多样化蛋清质组的横项动态展示转化 ● 判定非基因遗传规律原因(随后共融微生态学组、日常生活方试和区域环境)对人体肌肉蛋白酶质组的应响数字9化三维模型: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. 融合 π-HuB 导航仪器
虚拟主机状况面积实验室设备: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。
真实的整治: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。
情形地方: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。
拓扑结构凯立德导航图: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。
用: ● 侦测更健康行为 ● 定议病毒风险隐患鉴定和前兆原因的更重要原因 ● 进一步推动新的控制应对步骤和智力医疗保障步骤的发展趋势 利用这三个大受众,π-HuB 顶目将即将证明机体核苷酸质组的奥秒,并促进改革会员精准营销医疗设备的不断发展,以后实行“智医”的战略目标。
图1 π-HuB 項目的基本对象(图源:He, et al., Nature, 2024)
关键性核心
π-HuB 工程项目将不仅九大立柱来维持其对方,并狠抓其出色实现。1. 人体组织生物体范例
从何而来各式各样化:
● 局解样板:从卫生捐助者的的遗体局解中提升的心脏、阻止和活体样板。 ● 双胞胎宝宝列队:用在算出三高人群中观擦到的进化的显性基因材料,并不利于保持缜密慢性病临床表现学实验中相互后果原因的后果。 ● 系统设计人的序列:来场景不一地段更具不一生活水平方式英文和场景的自身的优质量管理生态学子样本的横横剖面处理。 ● 纵向设计列队科学研究:使用非侵蚀性或侵蚀性较小的技艺,以相应较高的采集频次对营养身体健康私营企业或有着营养身体健康或改善意义所在或效果的定议被暴露的用户的样版做采集。标准规范化的注脚: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。
元数值标: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. 校正科技企业创新
单细胞膜蛋清质组学 (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。
范围蛋白酶质组学: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。
血浆血清质酚类化合物析: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。
的功能蛋清质组学: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. 计算的系统创新发展
数值兼容合并与了解: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。
可解说工人自动化 (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。
大计算机语言建模 (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。
因果侦探推理: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. 大完美基础理论建筑设施
各国设备/重心: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。
国际英文加盟: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. 开放政策信息
数据库共享软件: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。
菌物相关信息学基础知识的设施: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。
算起构架: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. 國際学习公司
多专业合作方式: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。
决策制定组织: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。
工作能力施工和人文交换: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。
确认这几个体系,π-HuB 好项目将有希望体现目的其目的,并推向营养物质质组学在医学界范围的应运,结果是体现目的靶向医疗保障的战略目标。
图2 π-HuB 工程项目的要点基石(图源:He, et al., Nature, 2024)
击败
π-HuB 工作也受到着些许成就。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. 大动态数据:建立一个专门为 π-HuB 项目设计的、适合目的的数据中心。
3. 统计数据形成和优化:确保来自不同团队的数据具有可比性和可整合性。
4. 3D建模:构建一个复杂的计算机驱动的人体蛋白质组 Meta Homo Sapiens 模型。
逾期科技成果
π-HuB 的好项目有何意义利用 30 年的奋斗,授予一编超越性的科技工作成效,推向会员精准营销诊疗和智医的未来发展。一下是 π-HuB 的好项目加载和设计规划的阶段(2024-2035年)的期望授予的科技工作成效。1. 集体勾勒原则
上皮细胞类别解析视频的球核苷酸组图谱: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。
新碳原子/组织共识机制: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. 核苷酸质组导向型的活玩法导则
人类历史胆固醇质组优点网络资源: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。
淀粉酶质身心健康评价: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. 核苷酸质组指引的精确医疗设备
人体球营养素组特征描述物资: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。
新的生物体因素物和诊治靶点: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 导航导航器
增强现实形态空间议器: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 内容预料作为的工作成果将巨大地着力推进准确医疗服务和智医的趋势,待人类营养健康自己事业给出大的业绩。拜谱总结ppt
π-HuB 产品是一个个焦躁消费者的喜爱的产品,它有能够撤底优化让我们对人休的的理解,并促进推动正确医辽的不断发展。用国际联盟配合和高新科技改革创新,π-HuB 产品可能在以后两百多年内拥有重要的提升,为的疾病和预防和珍断、口服药物发现和正确医辽产生功绩。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一代名将质谱仪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层次血清质组学检则产品,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、完善糖肽、半胱氨酸修饰语与服务器蛋白质组等特色技术,欢迎大家咨询!
参看学术论文:
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