Analysis of DIA proteomics data using MSFragger-DIA and FragPipe computational platform

Analysis of DIA proteomics data using MSFragger-DIA and FragPipe computational platform - Nature Communications

1. 本研究の学術的背景，研究課題の核心をなす学術的「問い」は何ですか？
- 定量プロテオミクス研究において、液体クロマトグラフィー（LC）とデータ独立獲得（DIA）マススペクトロメトリー（MS）を紐づけた方法が広く使用されています。本研究の学術的問いは、DIAデータから堅牢で速いペプチド同定を可能にする手法を提案することです。

2. 本研究の目的及び学術的独自性と創造性は何ですか？
- 本研究では、高速かつ堅牢なペプチド同定を可能にするMSFragger-DIAという手法を開発しました。また、この手法をFragPipeプラットフォームに統合し、データ依存性獲得（DDA）やDIAまたは両者のデータタイプを組み合わせたペプチド同定やスペクトルライブラリ作成を簡略化しました。MSFragger-DIAは、既存のDIAツールと比較して、様々なサンプルタイプやデータ収集方式において、高速、敏感、正確な性能を発揮することが示されました。

3. 本研究の着想に至った経緯や、関連する国内外の研究動向と本研究の位置づけは何ですか？
- 本研究は、既存のDIAペプチド同定手法と比較して、より速く堅牢な手法を開発することを目的としています。近年、可視化技術や分析プログラムが進歩してきており、Waters、Agilent、AB Sciexなどの地元の企業からもDIA用の製品が多数発売されています。本研究は、DIA解析の精度や正確性を向上させることによって、定量プロテオミクスの研究を促進することが期待されます。

4. 本研究で何をどのように、どこまで明らかにした？
- 本研究では、MSFragger-DIAというペプチド同定手法を提案しました。この手法は、他のDIAツールと比較して、高速かつ敏感なペプチド同定が可能です。また、この手法を他のプログラムに統合することによって、同定やスペクトルライブラリの構築を簡略化しました。この手法は、単細胞プロテオミクス、リン酸化プロテオミクス、大規模腫瘍プロテオーム解析などの様々な実験条件において、高いパフォーマンスを発揮しました。

5. 本研究の有効性はどのように検証した？
- 本研究では、他のDIAペプチド同定ツールと比較して、MSFragger-DIAが高速で正確なペプチド同定を行えることを示すシミュレーションを実施しました。さらに、単細胞プロテオーム解析やリン酸化プロテオミクス、腫瘍プロテオーム解析など、様々なプロテオミックス実験において、MSFragger-DIAの性能が高いことが報告されています。