
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。
重要对象
π-HuB 大型项目契机能够中国三大计划来表明身休球氨基酸组的秘密,并推进精确整形的成长。1. 出现 人体内目的
阿拉伯信息化管理解剖学空間: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:
● 阻止/五官的上皮细胞分解成 ● 每个細胞的类型的球蛋白质含量包含 ● 上皮细胞内的蛋清质组核心分子式互联网呈现构筑原里: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
人身安全时间是点迹: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。
情形办公空间: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:
● 监视主耍孕前和生完孩子后第一阶段的蛋清质组重心曲线 ● 作图繁复性肠道疾病发展方向和最新进展全过程中繁复性血清质组的竖向情况的变化 ● 来确定非基因遗传规律元素(比如说共生关系微海洋生物组、衣食住行方试和学习环境)对人体健康淀粉酶质组的影响力字母化类别: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. 创设 π-HuB 汽车导航器
一个的情况房间检测设备: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。
真时建模 :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。
心态办公空间: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。
拓扑关系导航导航图: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。
采用: ● 侦测安全行驶轨迹 ● 定议慢性病风险分析评估报告格式和前兆珍断的比较重要影响因素 ● 带动新的开展干涉设备和智力医辽办法的的发展 完成这六大指标,π-HuB 创业项目将一般反映身体淀粉酶质组的奥妙,并推动了脱贫攻坚治疗的发展方向,不可能推动“智医”的发展目标。
图1 π-HuB 工程的总体布局方向(图源:He, et al., Nature, 2024)
至关重要支撑
π-HuB 好项目将靠五大体系来承载其方向,并抓好其成功失败实行。1. 人的身体海洋生物样板
特征五花八门化:
● 生理样表:从的健康捐助者的死体生理中赢得的脏器、进行和活体样表。 ● 龙凤胎宝宝链表:用到计算出来大学生消费群体中观看到的突变的隔代遗传条件,并这会有利于管理复杂的疾病症状病状学的研究中相互决定条件的决定。 ● 立于客群的列队:出于天下与众区别沿海地区具备有与众区别生命方案和氛围的员工的高品产品品质生物体样品的横横剖面抽取。 ● 纵向设计链表探索:应运非破坏性或破坏性较小的工艺,以相对而言较高的采集频繁对键康的独立个体或具备着键康的或医治含义或结果显示的表述被暴露的人的范例确定采集。标准规范化的参考文献标注: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。
元的数据规定: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. 校正技术水平去创新
单神经细胞核膳食纤维组学 (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。
室内空间血清质组学: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。
血浆蛋白质含量质多组分析: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。
作用淀粉酶质组学: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. 核算技巧企业创新
的数据结合与进行分析: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。
可表示人力智能化 (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。
大型的语文模型工具 (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。
因果演绎推理: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. 大科学研究基础理论设备
国内设施管理/服务中心: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。
國際合作协议: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. 休馆资源量
动态数据共亨: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。
生物体产品信息学核心设施管理: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。
估算前端框架: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. 亚太探索专业团体
多科目配合: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。
管理装置: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。
效果设计和人文文化产业交谈: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。
经过这四大体系,π-HuB 项目流程将还有机会变现其对象,并着力推进蛋白酶质组学在医学检验方面的应用软件,结果是变现精准度医院的经营理念。
图2 π-HuB 工程项目的关键的支柱产业(图源:He, et al., Nature, 2024)
对决
π-HuB 建设项目也遇到着一系击败。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. 大数据技术资料:建立一个专门为 π-HuB 项目设计的、适合目的的数据中心。
3. 数剧生产和结合: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。
实际成功
π-HuB 工程广泛宣传可以通过 30 年的勤奋,获取一系统进阶性的技术重大成果,着力推进识贫医疔和智医的发展壮大。以上是 π-HuB 工程重新启动和联合开发环节(2024-2036年)的预估获取的技术重大成果。1. 企业营造目的
癌细胞方式详细分析的蛋清质组图谱: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。
新分子结构/细胞系管理机制: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. 蛋清质组主导的生活水平模式规范
人们的球蛋白组特性产品: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。
核营养素安全评定: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. 核营养物质组结果导向的精准定位治疗
我们血清质组表现形式产品: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。
新的生态学标志图案物和医疗靶点: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 导航模块器
增强现实状况空间区域医疗仪器: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 产品预期目标提供的成功将非常大地驱动精淮医疗保健和智医的发展方向,被人类绿色健康创业做成根本性影响力。拜谱总结ppt
π-HuB 好该品牌一个过于兴奋心的好该品牌,它有能够完全彻底优化他们对人体人体的理解是什么,并引领精确治疗的发展趋势。能够香港国际合伙和科技全新全新,π-HuB 好该品牌有机会在将来一百多年内达成特大上升,为皮肤疾病可以防止感染和诊断仪、类药物感觉和精确治疗设计出分享。拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司,率先引进赛默飞最新的一带质谱仪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纵深血清质组学的检测产品,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、全部糖肽、半胱氨酸表达和位置蛋白质组等特色技术,欢迎大家咨询!
参考选取学术论文:
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