Spezies-Identifikation und Quantifizierung in der Metaproteogenomik

• Antragsteller: Professor Dr. Bernhard Renard
• Fachliche Zuordnung: Bioinformatik und Theoretische Biologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246180157

Das Hauptziel dieses Folgeantrags ist es, Methodik der simultanen proteogenomischen Analyse zu erweitern, um sie für die Analyse mikrobieller Gemeinschaften einsetzen zu können. Im Gegensatz zur proteogenomischen Untersuchung der Gene und Proteine einzelner Organismen liegen die Herausforderungen der Metaproteogenomik mit zahlreichen innerhalb einer Probe vorhandener Organismen in der geringen Sequenzabdeckung, sowie großen, jedoch unvollständigen Referenzdatenbanken, hohen Sequenzähnlichkeiten und einem insgesamt hohen Anteil an falsch-positiven Treffern. Insgesamt führen diese Probleme zur Identifizierung und Quantifizierung von Spezies bzw. Stämmen mit einer hohen Anzahl an Fehlern. Um diese Herausforderungen erfolgreich zu bewältigen, sollen die folgenden spezifischen Ziele innerhalb dieses Projektes mit der Anwendung von innovativen bioinformatischen Methoden verfolgt werden: zuerst wird eine maßgeschneiderte, iterative Suchstrategie etabliert werden, um Spezies und Stämme genau mit Hilfe proteogenomischer Datenbanken identifizieren zu können. In einem zweiten Schritt wird das vorher entwickelte Datenmodell, welches genomische Reads und proteomische Peptididentifikationen integriert, für das Szenario von Mehrfachspezies entsprechend angepasst. Ein weiteres wichtiges Ziel ist die Entwicklung von statistisch robusten Methoden für die Quantifizierung und den Vergleich von Proben mit mehreren Spezies welche in ein komplettes Framework für die metaproteogenomische Datenintegration implementiert werden. Abschließend sollen, basierend auf der gewonnenen Erfahrung aus diesem und dem vorherigen Projekt, empfohlene Richtlinien für Forscher und Anwender aufgestellt werden, um die Anwendung optimierter Strategien der Datenanalyse in der Metaproteogenomik zu unterstützen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen