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簡(jiǎn)介                                                              

非靶向代謝組學(xué)  

非靶向代謝組學(xué)又稱全代謝組學(xué)（Untargeted metabolomics），對(duì)樣本進(jìn)行全面的、無(wú)側(cè)重的檢測(cè)，通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組樣本，找出差異代謝產(chǎn)物，結(jié)合生物信息分析，找出富集差異通路，整合代謝網(wǎng)絡(luò)。全代謝組旨在提供一個(gè)全面的研究視角來(lái)比較差異，通常用于標(biāo)志物的篩選、分子機(jī)制研究及多組學(xué)整合分析。

技術(shù)特征                                                                 非靶向代謝組學(xué)  
GC-MS（氣相色譜）

      GC-MS是代謝組學(xué)研究的經(jīng)典技術(shù)，具有技術(shù)成熟穩(wěn)定、靈敏度高等特點(diǎn)，同時(shí)，由于具有相對(duì)完善的數(shù)據(jù)庫(kù)，使得定性也更為準(zhǔn)確可靠，缺點(diǎn)則主要表現(xiàn)在樣品處理相對(duì)復(fù)雜，對(duì)于不易衍生化的物質(zhì)定性和定量較困難。

LC-MS（液相色譜）

      優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在樣品制備和前處理簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好，靈敏度高，分離和分析范圍廣，缺點(diǎn)則主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)完善程度不夠，定性相對(duì)困難。

NMR（核磁共振）

       最大的優(yōu)勢(shì)是對(duì)樣品無(wú)破壞性，測(cè)定無(wú)偏向性，即適用于血液、尿液體液等液體樣品，也適用于組織和器官等固體樣品，并且測(cè)定速度快，可實(shí)現(xiàn)樣品代謝組的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，缺點(diǎn)是靈敏度低。

技術(shù)優(yōu)點(diǎn)                                                               非靶向代謝組學(xué)        

實(shí)驗(yàn)流程                                                                非靶向代謝組學(xué)：

分析內(nèi)容：                                                      非靶向代謝組學(xué)

送樣要求：                                                                      非靶向代謝組學(xué)

儀器設(shè)備：                                                           非靶向代謝組學(xué)：            

數(shù)據(jù)分析                                                                    非靶向代謝組學(xué)

PCA（主成分）統(tǒng)計(jì)分析

      主成分分析是代謝組數(shù)據(jù)常用的分析方法之一。通過(guò)主成分分析，可以了解不同代謝產(chǎn)物在區(qū)分不同樣品中的權(quán)重，對(duì)于差異代謝產(chǎn)物的篩選特別是重要分子標(biāo)志物的篩選具有極為重要的意義和價(jià)值。

PLS-DA（偏最小二乘法-判別分析法）統(tǒng)計(jì)分析

   偏最小二乘法- 判別分析法(PLS-DA)是模式識(shí)別的重要方法。該方法能夠從復(fù)雜的數(shù)據(jù)中最大限度地提取簡(jiǎn)化后的信息以供分析。

Cluster-heatmap聚類分析

       聚類分析旨在利用數(shù)據(jù)分布的相似性進(jìn)行分類，是模式識(shí)別的重要方法。該方法能夠從復(fù)雜的數(shù)據(jù)中最大限度地提取簡(jiǎn)化后的信息以供分析。

代謝物功能分析

       在差異代謝產(chǎn)物篩選的基礎(chǔ)之上，分析代謝產(chǎn)物的生物學(xué)意義是代謝組學(xué)研究的最終目的。我們可以通過(guò)PCA、聚類等統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)合Pathway回溯，代謝產(chǎn)物和蛋白/基因互作等生物信息學(xué)分析對(duì)代謝產(chǎn)物在生物體內(nèi)的功能和作用有更深入的了解。

GC-MS非靶向代謝組學(xué)客戶文章實(shí)例                     GC-MS非靶向代謝組學(xué)

前言

農(nóng)業(yè)增產(chǎn)及產(chǎn)品品質(zhì)提升一直都是生物課題研究中重要的一部分，特別是稀有和低產(chǎn)物種。白靈菇是一種珍貴的珍稀食用菌，具有極高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值。本文為鹿明生物合作客戶中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所胡清秀博士團(tuán)隊(duì)在Frontiers in Microbiology發(fā)表的 “白靈菇菌絲體生理成熟過(guò)程中的代謝輪廓譜分析及潛在菌絲體指示因子的探索”的文章。文章報(bào)道通過(guò)GC-MS非靶標(biāo)代謝分析，發(fā)現(xiàn)N-氨基甲酰基L-天冬氨酸（CA-asp）可作為評(píng)估菌絲體成熟度的潛在指標(biāo)，揭示了白靈菇菌絲體生理成熟期的代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)變化機(jī)制。

英文標(biāo)題：Metabolic Profiling of Pleurotus tuoliensis During Mycelium Physiological Maturation and Exploration on a Potential Indicator of Mycelial Maturation

中文標(biāo)題：白靈菇菌絲體生理成熟過(guò)程中的代謝輪廓譜分析及潛在菌絲體指示因子的探索

材料：白靈菇

影響因子：4.259

發(fā)表期刊：Frontiers in Microbiology

主要運(yùn)用鹿明生物技術(shù):GC-MS非靶標(biāo)代謝組

研究背景

白靈菇是一種珍貴稀有的食用菌，具有極高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值。由于栽培技術(shù)尚不成熟，導(dǎo)致產(chǎn)量和質(zhì)量波動(dòng)較大。培育難點(diǎn)在于評(píng)估菌絲體的成熟度，目前缺乏可明確表征菌絲體生理成熟程度的量化指標(biāo)。本研究的目的是通過(guò)GC-MS代謝組學(xué)的方法來(lái)研究白靈菇菌絲體生理成熟的潛在指標(biāo)，進(jìn)而改進(jìn)白靈菇栽培方法，最大限度地提高產(chǎn)量和質(zhì)量。

研究思路

研究方法

1. 實(shí)驗(yàn)材料培育及分組

預(yù)先培養(yǎng)的白靈菇菌絲體接種，并在培養(yǎng)瓶中以25℃（黑暗中）的條件培養(yǎng)25天，之后分為兩組，分別在17℃和29℃的溫度下度過(guò)菌絲體生理成熟期（MPMP，35天）。此后將所有瓶子轉(zhuǎn)移到蘑菇屋（溫度10-15℃，相對(duì)濕度90–95％）培養(yǎng)，以誘導(dǎo)原基分化和子實(shí)體發(fā)育，記錄包括傘蓋直徑、結(jié)實(shí)率、總產(chǎn)量和生物效率指標(biāo)。在MPMP之前和MPMP第35天（17℃和29℃）采集菌絲體（表1）并進(jìn)行代謝組學(xué)分析，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)8個(gè)生物學(xué)重復(fù)。

表1 |菌絲體采樣信息

2.檢測(cè)方法

（1）GC-MS非靶標(biāo)代謝組學(xué)技術(shù)

（2）菌絲體中N-氨基甲酰基L-天冬氨酸（CA-asp）含量的測(cè)定：PDAB（對(duì)二甲甲醛）顯色法

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1.不同MPMP溫度對(duì)白靈菇生物學(xué)特性的影響

記錄菌蓋直徑、結(jié)實(shí)率、總產(chǎn)量和生物效率，以評(píng)估不同MPMP溫度（17和29℃）對(duì)白靈菇發(fā)育的影響（表2）。傘蓋直徑是衡量子實(shí)體質(zhì)量的重要指標(biāo)，直徑越大，質(zhì)量越高。如圖1所示，在17℃的子實(shí)體的傘蓋直徑明顯大于29℃，在29℃下的結(jié)實(shí)率和總產(chǎn)量顯著低于17℃，同樣在17℃下的生物效率比在29℃高。

圖1 | 分別在（A）17 ℃和（B）29 ℃下菌絲體生理成熟期 35天后的子實(shí)體直徑

表2 |不同菌絲體生理成熟期溫度下的白靈菇生物學(xué)特性

2.基于GC-MS的生理成熟菌絲體的代謝特征

為了調(diào)查MPMP過(guò)程中菌絲體的代謝變化，采用GC-MS代謝組學(xué)方法分析了第0天、第35天17℃和第35天29℃菌絲體的細(xì)胞外液樣品（A、B和C樣品）。三個(gè)樣品共鑒定出236種代謝物。采用多元統(tǒng)計(jì)分析的方法，處理數(shù)據(jù)并得到差異代謝物。

3.多元統(tǒng)計(jì)分析

首先采用無(wú)監(jiān)督的PCA分析來(lái)評(píng)估所有樣品之間的總體分布以及整個(gè)分析過(guò)程的穩(wěn)定性。如圖2所示，PCA圖的四個(gè)主要成分解釋了59.1％的總方差信息。所有的QC（質(zhì)量控制）樣品均聚在一起，表明具有良好的分析穩(wěn)定性和實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性。在PCA模型中，三組樣品在第一組分之間很好地分離，表明三組之間具有明顯的代謝多樣性。其中菌絲體A樣品濃度更高，與菌絲體B和菌絲體C樣品略有不同。這些結(jié)果與先前推測(cè)一致，即MPMP前后菌絲體細(xì)胞外液中的代謝譜差異很大。

圖2 | PCA得分圖顯示了白靈菇菌絲體中的代謝輪廓譜

A，菌絲體A；B，菌絲體B；C，菌絲體C；QC，質(zhì)量控制樣品

有監(jiān)督PLS-DA模型顯示，菌絲體A，B和C樣品之間存在明顯代謝差異（圖3A，C，E）。PLS-DA模型的擬合度和預(yù)測(cè)能力均比較可信（表3），并未過(guò)擬合（圖3B，D，F(xiàn)）。

圖3 | 基于GC / MS數(shù)據(jù)的細(xì)胞外代謝物得分圖

（A）來(lái)自菌絲體A和B樣品代謝輪廓譜的PLS-DA得分圖；

（B）對(duì)（A）的PLS-DA模型進(jìn)行200次排列檢驗(yàn)；

（C）來(lái)自菌絲體A和C樣品代謝輪廓譜的PLS-DA評(píng)分圖；

（D）對(duì)（C）的PLS-DA模型進(jìn)行200次排列檢驗(yàn)；

（E）來(lái)自菌絲體B和C樣品的代謝輪廓譜的PLS-DA得分圖；

（F）對(duì)（E）的PLS-DA模型進(jìn)行200次排列測(cè)試。

表3 |PCA模型參數(shù)

4.差異代謝物

使用VIP值對(duì)樣品之間的差異代謝物進(jìn)行篩選，并通過(guò)非參數(shù)Mann-Whitney U檢驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)。在三組樣品中共鑒定出117種VIP值大于1.0且p <0.05的差異代謝物，包括41種有機(jī)酸、21種氨基酸、14種醇、11種糖、8種胺、5種酮、1種酯和16種其他代謝物。在MPMP第0天收集的菌絲體中很少檢測(cè)到某些代謝物（A樣品），而在第35天收集的菌絲體（B和C樣品）中卻顯示出大量增加的代謝物，例如CA-asp、檸康酸、二氫香芹酚、褪黑激素和奎丁-4-羧酸。根據(jù)VIP值大于1.0和p <0.01的標(biāo)準(zhǔn)鑒定出72種差異代謝物（表4）。

表4 通過(guò)GC-MS鑒定的菌絲體A，B和C樣品之間的差異代謝物

在菌絲體A，B和C樣品的熱圖中觀察到了差異代謝物明顯的動(dòng)態(tài)變化（圖4A）。圖4A的上部顯示了與菌絲體A樣品相比，菌絲體B和菌絲體C樣品中豐度明顯降低的代謝物，而圖4A的下部顯示了與菌絲體A樣品，例如CA-asp、甘氨酸、乳糖醇、酒石酸、內(nèi)酰胺、角鯊烯、6-甲基巰基嘌呤、5-甲氧基色胺、天冬酰胺、沒(méi)食子酸和煙酰甘氨酸。圖4B顯示了與菌絲體B樣品相比菌絲體C樣品中的差異代謝產(chǎn)物。與菌絲體C樣品相比，菌絲體B樣品中豐度顯著增加的代謝物包括纈氨酸、6-磷酸葡萄糖酸、D-塔洛糖、β-甘露糖基甘油酸酯、木糖醇、半乳糖醇、乳糖醇和麥芽三糖。而（-）-二氫香芹酚、2-羥基、檸檬酸、5,6-二氫尿嘧啶、L-蘋果酸、馬來(lái)酸、甘氨酸和鳥(niǎo)氨酸的豐度顯著降低。

圖4 | 不同菌絲體樣品之間差異代謝物的熱圖

（A）菌絲體A，B和C樣品之間差異代謝物的熱圖；

（B）菌絲體B樣品和菌絲體C樣品之間差異代謝物的熱圖；

列代表每個(gè)菌絲體樣品，行代表每個(gè)代謝物；綠色表示較低的代謝物濃度，而紅色表示較高的代謝物水平，參見(jiàn)表4。

圖5顯示了菌絲體B樣品和菌絲體A樣品之間（A），菌絲體C樣品和菌絲體A樣品之間（B）以及菌絲體C樣品和B樣品之間（C）的代謝物的相關(guān)性分析。較大的值表明兩種代謝物之間的相關(guān)性更大。

圖5 | 差異代謝產(chǎn)物之間的相關(guān)性分析圖

（A）菌絲體A和B樣品，（B）菌絲體C和A樣品，（C）菌絲體C和B樣品。

藍(lán)色代表正相關(guān)，而紅色代表負(fù)相關(guān)，值越大表明兩種代謝物之間的相關(guān)性更大。

5.代謝通路分析

為了深入了解三組樣品之間代謝網(wǎng)絡(luò)的差異，將確定的72種差異代謝物進(jìn)行代謝途徑富集分析。圖6顯示了菌絲體B和菌絲體A樣品，菌絲體C和菌絲體A樣品以及菌絲體C和菌絲體B樣品之間的富集途徑，包括五個(gè)主要的代謝途徑——糖酵解、有機(jī)酸代謝、氨基酸代謝、三羧酸循環(huán)（TCA）和糖代謝。以及一些次級(jí)代謝途徑——煙酸和煙酰胺代謝、氧化磷酸化。

圖6 | 差異代謝物的KEGG途徑富集分析圖

B vs. A菌絲體B與A樣品，C vs. A菌絲體C與A樣品，C vs. B菌絲體C與B樣品。每組比較的菌絲體僅顯示前10個(gè)差異代謝物的富集途徑。P值使用Fisher精確檢驗(yàn)計(jì)算得出的

圖7顯示了每種代謝途徑中涉及的一些顯著改變的途徑和差異代謝物。

圖7 | 某些顯著改變的途徑與每條代謝物途徑所涉及的差異代謝物之間的關(guān)系

紅色表示代謝物濃度較低，而藍(lán)色表示代謝物濃度升高

圖8僅顯示了在MPMP第35天被顯著激活的整個(gè)嘧啶代謝途徑。

圖8 | 生理成熟后菌絲體的嘧啶代謝途徑

紅色循環(huán)表示代謝物上調(diào)，箭頭表示反應(yīng)方向，小綠框代表該物種特有的酶，虛線表示與其他代謝途徑的關(guān)系，大循環(huán)框代表其他代謝途徑

6.在不同MPMP階段收集的菌絲體樣品中CA-asp含量

為了評(píng)估CA-asp作為菌絲體生理成熟指標(biāo)的可行性，在不同MPMP階段收集的菌絲中測(cè)量CA-asp含量。如圖9所示，在MPMP過(guò)程中CA-asp含量逐漸增加。剛進(jìn)入生理成熟期（MPMP第0天）時(shí)，其含量?jī)H為0.21 g / L。而在MPMP第45天時(shí)其含量上升至1.55 g / L，此后緩慢上升并在1.60 g / L時(shí)升高。MPMP第50天，但與第45天的CA-asp含量相比，后者的變化并不明顯。

圖9 | 不同的菌絲體生理成熟期收集的菌絲體中N-氨基甲酰基-L-天冬氨酸（CA-asp）含量

相關(guān)討論

本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在17℃持續(xù)35天的MPMP可導(dǎo)致傘蓋直徑更大、結(jié)實(shí)率更高、產(chǎn)量增加和生物效率更高，但是較低溫度促進(jìn)子實(shí)體發(fā)育的原因尚不清楚。在MPMP期間，菌絲體中的某些代謝物發(fā)生很大變化。因此它們可能是進(jìn)入原基分化階段的重要信號(hào)。代謝組學(xué)為研究MPMP前后以及溫度脅迫期間菌絲體的代謝譜提供了一種有效的方法。作者進(jìn)行了基于GC-MS的非靶標(biāo)代謝組學(xué)研究，考察了MPMP第0天、第35天（17℃和29℃）菌絲體中代謝產(chǎn)物的變化，以尋找菌絲成熟的潛在生物標(biāo)記物。研究結(jié)果表明代謝物曲線受菌絲體生長(zhǎng)以及溫度脅迫的影響，三組菌絲體樣品之間的72種差異代謝產(chǎn)物發(fā)生了很大變化（p <0.01和VIP> 1.0）。代謝途徑富集分析的結(jié)果表明，許多鑒定出的代謝物參與糖代謝，氨基酸代謝和三羧酸（TCA）循環(huán)。生理成熟的菌絲體中檸檬酸、根琥珀、富馬酸、蘋果酸根和核糖的減少表明，TCA周期降低，菌絲體代謝減慢。因此作者推測(cè)減慢新陳代謝是為了防止菌絲體過(guò)度分解，從而避免在原基和子實(shí)體形成過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)不足。

成熟菌絲體中糖的濃度降低，此現(xiàn)象與真菌菌絲體的生長(zhǎng)情況一致。擔(dān)子菌，例如牡蠣蘑菇、冬菇和香菇，可以將含有木質(zhì)素，半纖維素和纖維素的栽培底物酶解為低分子量的糖，然后被真菌的菌絲吸收以支持其生長(zhǎng)和成熟，這一過(guò)程稱為營(yíng)養(yǎng)吸收。在菌絲成熟的后期，新陳代謝的減慢導(dǎo)致細(xì)胞外酶水平的降低，因此降解產(chǎn)物的豐度相應(yīng)降低。本研究中在成熟菌絲體中觀察到極低濃度的核糖（戊糖磷酸途徑的關(guān)鍵中間體），表明該途徑也被抑制。磷酸戊糖途徑是一種生物化學(xué)途徑，與糖酵解同時(shí)起作用，并產(chǎn)生煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）和戊糖（5-碳糖），并涉及葡萄糖的氧化。因此它的主要作用是合成代謝而不是分解代謝。磷酸戊糖途徑是生物合成過(guò)程（如脂肪酸合成和無(wú)機(jī)氮同化）還原劑的主要來(lái)源。在本研究中，脂肪酸合成途徑中辛酸、十二烷酸、十八烷酸和十八烯酸的豐度在MPMP第35天急劇下降。用于脂肪酸合成的還原劑主要來(lái)自戊糖磷酸途徑，這些脂肪酸的下調(diào)與磷酸戊糖途徑中間體的下調(diào)高度吻合。

在該研究中鑒定出的大多數(shù)氨基酸在MPMP第35天的菌絲體中含量明顯增加，這表明氨基酸代謝在菌絲體成熟過(guò)程中至關(guān)重要。在MPMP第35天時(shí)，可以通過(guò)糖異生作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖的糖原氨基酸（甘氨酸）的豐度顯著提高（p <0.05）。天冬氨酸主要來(lái)自草酰乙酸，菌絲體成熟后天門冬氨酸的含量變化不明，但是天冬氨酸的前體——天冬酰胺和CA-asp在成熟菌絲體中大量積累，天冬酰胺和CA-asp豐度的增加歸因于其他代謝途徑的積極參與，而不是因?yàn)樯婕疤於彼岬谋彼?，天冬氨酸和谷氨酸代謝的存在。

作者觀察發(fā)現(xiàn)，與CA-asp相關(guān)的嘧啶合成被激活，這表明菌絲體的生理成熟增加了對(duì)核苷酸的需求，用來(lái)快速合成細(xì)胞材料，這是通過(guò)從頭合成和/或核苷酸拯救來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖8顯示了生理成熟后菌絲體的整個(gè)嘧啶代謝途徑。成熟的菌絲體顯示核苷酸濃度升高，包括胞苷一磷酸（CMP）和胞嘧啶，這表明在生理成熟過(guò)程中對(duì)快速核苷酸合成的需求很高。丙二酸甲酯是酸甲酯催化的降解產(chǎn)物，與纈氨酸，亮氨酸和異亮氨酸代謝有關(guān)。成熟菌絲體中丙二酸甲酯的豐度增加可能意味著相應(yīng)的代謝網(wǎng)絡(luò)比未成熟菌絲中的代謝網(wǎng)絡(luò)更活躍。此外細(xì)胞外核苷酸通過(guò)嘌呤能信號(hào)傳導(dǎo)刺激菌絲體存活。

如上所述，MPMP溫度會(huì)影響子實(shí)體的產(chǎn)量和質(zhì)量，這也反映在代謝產(chǎn)物豐度的差異上。在MPMP第35天，菌絲體C樣品（29℃）中檸檬酸、馬來(lái)酸和L-蘋果酸的濃度顯著高于菌絲體B樣品（17℃）的濃度（圖4B）。這些不同的代謝物參與了TCA循環(huán)，與能量代謝有關(guān)。因此菌絲體C樣品的代謝可能比菌絲體C樣品更活躍，這表明菌絲體C樣品消耗了更多的培養(yǎng)底物，從而導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)成分濃度不足，無(wú)法形成原基和子實(shí)體。這種差異也解釋了為什么在生理成熟過(guò)程中暴露于低溫下的菌絲體傘蓋直徑更大、結(jié)實(shí)率更高、產(chǎn)量增加和生物學(xué)效率更高。

在鑒定出的代謝產(chǎn)物中，作者極其關(guān)注CA-asp。因?yàn)槠渚z體B和菌絲體C樣品的豐度與其菌絲體A樣品的豐度相比存在高倍變化差異。有趣的是，在MPMP的第0天收集的菌絲體中幾乎未檢測(cè)到CA-asp，但在生理成熟的菌絲體中含量極高。因此作者推論CA-asp可以用作鑒定菌絲體是否達(dá)到生理成熟的潛在標(biāo)記物。作者還檢測(cè)了不同MPMP階段菌絲體中CA-asp的含量，發(fā)現(xiàn)CA-asp含量持續(xù)上升直至MPMP的第50天，菌絲體中CA-asp的含量在生理成熟過(guò)程中顯示出規(guī)律變化。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

白靈菇的生物特征結(jié)果表明較低的MPMP溫度（17℃）對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育有利。采用基于GC-MS的非靶標(biāo)代謝方法來(lái)比較在MPMP第0天、第35天（17℃和29℃）菌絲體中代謝產(chǎn)物的豐度，鑒定出236種差異代謝產(chǎn)物，根據(jù)VIP大于1和p <0.01的標(biāo)準(zhǔn)選擇出72種差異代謝產(chǎn)物（上調(diào)37.8％，下調(diào)62.2％）。這些代謝物主要參與糖酵解、有機(jī)酸代謝、氨基酸代謝、TCA循環(huán)、糖代謝、煙酸酯和煙酰胺代謝以及氧化磷酸化。嘧啶代謝途徑可能與菌絲體的生理成熟有關(guān)，參與該途徑的代謝產(chǎn)物CA-asp的含量在MPMP第35天顯著增強(qiáng)，是菌絲體成熟的潛在指標(biāo)。作者證明了CA-asp在不同MPMP階段收集菌絲體中的含量呈規(guī)律性變化，這表明CA-asp可用作菌絲體成熟指標(biāo)的可行性，但該指標(biāo)是否可用于商業(yè)生產(chǎn)需經(jīng)大規(guī)模驗(yàn)證。

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本文運(yùn)用基于GC-MS的非靶標(biāo)代謝組學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)潛在生物標(biāo)志物，進(jìn)行植物生長(zhǎng)規(guī)律的研究。研究過(guò)程思路清晰、數(shù)據(jù)詳實(shí)，結(jié)合生理指標(biāo)參數(shù)，找到了可以反映菌絲體成熟度的特征代謝物，是一篇典型的非靶標(biāo)代謝組學(xué)文章。

小鹿智囊                                                        非靶向代謝組學(xué)        

1、代謝組研究相對(duì)于基因組和蛋白質(zhì)組研究而言有什么不同之處？

主要特點(diǎn)包括三方面：一、基因和蛋白表達(dá)的有效的微小變化會(huì)在代謝物上得到放大，從而使檢測(cè)更容易；二、代謝組學(xué)的技術(shù)不需建立全基因組測(cè)序及大量表達(dá)序列數(shù)據(jù)庫(kù)；三、因?yàn)榇x產(chǎn)物在各個(gè)生物體系中都是類似的，所以代謝組學(xué)研究中采用的技術(shù)更通用。

2、代謝組的樣品重復(fù)性有什么要求？

代謝組學(xué)基于多元統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行的，在樣品準(zhǔn)備上相對(duì)于轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組而言需要更多的重復(fù)數(shù)據(jù)。一般建議植物樣品：最少6次，建議8次生物學(xué)重復(fù)；

模式動(dòng)物及微生物樣品：最少8次，建議10次生物學(xué)重復(fù)；

臨床樣品：30次生物學(xué)重復(fù)以上，如組織樣品不好取樣，可控制在20次重復(fù)以上。

3、靶向代謝檢測(cè)平臺(tái)的選擇？

GC-MS和LC-MS兩種平臺(tái)各有優(yōu)勢(shì)，主要是由目標(biāo)化合物的理化性質(zhì)決定，GC-MS適合易揮發(fā)性、分子量不太大的化合物，而且，離子源為EI，碎片信息多，有成熟的圖譜庫(kù)，便于化合物檢索，對(duì)于非揮發(fā)性成分則需要衍生化；而LC-MS離子源為APCI或者ESI源，適合做中等或強(qiáng)極性的化合物，分子量范圍廣，靈敏度高，前處理簡(jiǎn)單，但是LC-MS的價(jià)格要貴點(diǎn)，因此可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的檢測(cè)平臺(tái)。

4、關(guān)于代謝組數(shù)據(jù)庫(kù)問(wèn)題，老師經(jīng)常問(wèn)起數(shù)據(jù)庫(kù)是商業(yè)庫(kù)還是自己建的庫(kù)，類型？

GC-MS數(shù)據(jù)庫(kù)：Nist、feihn；

LC-MS數(shù)據(jù)庫(kù)：HMDB、Metlin、自建庫(kù)（大連化物所-許國(guó)旺組）。

GCMS非靶向代謝組學(xué)分析價(jià)格

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