Биоинформатические инструменты для обработки и анализа метаболомных данных, полученных методом масс-спектрометрии

Биологические системы все чаще изучаются целостно с использованием омиксных подходов, позволяющих получать количественные и качественные описания разнообразного набора клеточных компонентов. Среди этих подходов метаболомика, связанная с глобальным количественным профилированием малых молекул или метаболитов, широко применяется для изучения динамического ответа живых систем — органелл, клеток, тканей, органов и целых организмов — в различных физиологических и патологических условиях. В настоящее время эта технология рутинно используется в ряде областей, включая фундаментальные и клинические исследования, сельское хозяйство, микробиологию, пищевую науку, нутрициологию, фармацевтические исследования, экологию и разработку биотоплива. Среди многочисленных аналитических платформ, доступных для проведения таких исследований, доминирующее положение заняли ядерный магнитный резонанс и масс-спектрометрия благодаря высокому разрешению и большим объемам данных, которые можно получать с помощью этих методов. Большие многомерные наборы данных, возникающие в результате таких исследований, необходимо обрабатывать и анализировать, чтобы сделать их интерпретируемыми. Поэтому биоинформатические инструменты необходимы для эффективной обработки больших массивов данных, характеристики обнаруженных сигналов, а также выравнивания нескольких наборов данных и их признаков. В статье представлен современный обзор доступных инструментов обработки данных и рассмотрен ряд недавних публикаций по этой теме. Описаны преобразование данных, предварительная обработка, выравнивание, нормализация и статистический анализ, рассмотрены их преимущества и недостатки, а также приведены сравнения для помощи читателю.