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An optimization method for untargeted MS-based isotopic tracing investigations of metabolism

Authors :
Noémie Butin
Cécilia Bergès
Jean-Charles Portais
Floriant Bellvert
Geroscience and rejuvenation research center (RESTORE)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-EFS-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Toulouse Biotechnology Institute (TBI)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
MetaboHUB-MetaToul
MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Université Paul Sabatier, Toulouse, France
Astruc, Suzette
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-EFS-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Source :
Metabolomics, Metabolomics, 2022, 18 (7), ⟨10.1007/s11306-022-01897-5⟩
Publication Year :
2022
Publisher :
Springer Science and Business Media LLC, 2022.

Abstract

Introduction Stable isotope tracer studies are increasingly applied to explore metabolism from the detailed analysis of tracer incorporation into metabolites. Untargeted LC/MS approaches have recently emerged and provide potent methods for expanding the dimension and complexity of the metabolic networks that can be investigated. A number of software tools have been developed to process the highly complex MS data collected in such studies; however, a method to optimize the extraction of valuable isotopic data is lacking. Objectives To develop and validate a method to optimize automated data processing for untargeted MS-based isotopic tracing investigations of metabolism. Methods The method is based on the application of a suitable reference material to rationally perform parameter optimization throughout the complete data processing workflow. It was applied in the context of 13C-labelling experiments and with two different software, namely geoRge and X13CMS. It was illustrated with the study of a E. coli mutant impaired for central metabolism. Results The optimization methodology provided significant gain in the number and quality of extracted isotopic data, independently of the software considered. Pascal triangle samples are well suited for such purpose since they allow both the identification of analytical issues and optimization of data processing at the same time. Conclusion The proposed method maximizes the biological value of untargeted MS-based isotopic tracing investigations by revealing the full metabolic information that is encoded in the labelling patterns of metabolites.

Details

ISSN :
15733890 and 15733882
Volume :
18
Database :
OpenAIRE
Journal :
Metabolomics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....25302e46319de139f3c8e627e487b80c