プロテオミクスでのスペクトルライブラリの使用を拡大します

2017年の計算プロテオミクスに関するDagstuhlセミナーは、ペプチドタンデム質量分析スペクトルライブラリの生成と使用の現在の状態と将来の方向性に関する幅広い議論の機会を提供しました。プロテオミクスでのそれらの使用はゆっくりと成長していますが、スペクトルライブラリと関連手法の採用をさらに高めるために対処する必要がある分野には複数の課題があります。主なボトルネックは、高品質で包括的なライブラリの不足と、既存のワークフローにスペクトルライブラリを採用することの一般的な難しさです。いくつかの既存のスペクトルライブラリ形式がありますが、満足のいくレベルのメタデータをキャプチャするものはありません。したがって、論理的な次の改善は、目的のすべてのメタデータをエンコードできる、より高度でプロテオミクス標準承認のスペクトルライブラリ形式を設計することです。このグループは、ブロンズ、銀、金の暫定的に吹き替えられた完全性または品質の3つの指定に編成された一連のメタデータ要件について議論しました。メタデータは、コレクション（ライブラリ）レベル、個々のエントリ（ペプチドイオン）レベル、ピーク（フラグメントイオン）レベル、およびピーク注釈レベルで、4つの異なるレベルの粒度で編成できます。大量修正をエンコードするための戦略は、一貫した方法で、高品質で一般的に見られるが、まだ正常に見られていないスペクトルをエンコードするための要件について議論しました。このグループは、2つのスペクトルを比較するための戦略、ライブラリの代表的なスペクトルを生成するための手法、ターゲットワークフローの最適な署名イオンの選択のアプローチ、2つ以上のライブラリの融合をめぐる問題など、関連するトピックについても議論しました。ここでは、プロテオミクスデータセットの日常的な分析におけるスペクトルライブラリの採用を加速するために、この分野のレビューとコミュニティが対処しなければならない課題を提示します。

The 2017 Dagstuhl Seminar on Computational Proteomics provided an opportunity for a broad discussion on the current state and future directions of the generation and use of peptide tandem mass spectrometry spectral libraries. Their use in proteomics is growing slowly, but there are multiple challenges in the field that must be addressed to further increase the adoption of spectral libraries and related techniques. The primary bottlenecks are the paucity of high quality and comprehensive libraries and the general difficulty of adopting spectral library searching into existing workflows. There are several existing spectral library formats, but none captures a satisfactory level of metadata; therefore, a logical next improvement is to design a more advanced, Proteomics Standards Initiative-approved spectral library format that can encode all of the desired metadata. The group discussed a series of metadata requirements organized into three designations of completeness or quality, tentatively dubbed bronze, silver, and gold. The metadata can be organized at four different levels of granularity: at the collection (library) level, at the individual entry (peptide ion) level, at the peak (fragment ion) level, and at the peak annotation level. Strategies for encoding mass modifications in a consistent manner and the requirement for encoding high-quality and commonly seen but as-yet-unidentified spectra were discussed. The group also discussed related topics, including strategies for comparing two spectra, techniques for generating representative spectra for a library, approaches for selection of optimal signature ions for targeted workflows, and issues surrounding the merging of two or more libraries into one. We present here a review of this field and the challenges that the community must address in order to accelerate the adoption of spectral libraries in routine analysis of proteomics datasets.