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Paulhe N, Canlet C, Damont A, Peyriga L, Durand S, Deborde C, Alves S, Bernillon S, Berton T, Bir R, Bouville A, Cahoreau E, Centeno D, Costantino R, Debrauwer L, Delabrière A, Duperier C, Emery S, Flandin A, Hohenester U, Jacob D, Joly C, Jousse C, Lagree M, Lamari N, Lefebvre M, Lopez-Piffet C, Lyan B, Maucourt M, Migne C, Olivier MF, Rathahao-Paris E, Petriacq P, Pinelli J, Roch L, Roger P, Roques S, Tabet JC, Tremblay-Franco M, Traïkia M, Warnet A, Zhendre V, Rolin D, Jourdan F, Thévenot E, Moing A, Jamin E, Fenaille F, Junot C, Pujos-Guillot E, Giacomoni F. PeakForest: a multi-platform digital infrastructure for interoperable metabolite spectral data and metadata management. Metabolomics 2022; 18:40. [PMID: 35699774 PMCID: PMC9197906 DOI: 10.1007/s11306-022-01899-3] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Submit a Manuscript] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/22/2022] [Accepted: 05/22/2022] [Indexed: 01/02/2023]
Abstract
INTRODUCTION Accuracy of feature annotation and metabolite identification in biological samples is a key element in metabolomics research. However, the annotation process is often hampered by the lack of spectral reference data in experimental conditions, as well as logistical difficulties in the spectral data management and exchange of annotations between laboratories. OBJECTIVES To design an open-source infrastructure allowing hosting both nuclear magnetic resonance (NMR) and mass spectra (MS), with an ergonomic Web interface and Web services to support metabolite annotation and laboratory data management. METHODS We developed the PeakForest infrastructure, an open-source Java tool with automatic programming interfaces that can be deployed locally to organize spectral data for metabolome annotation in laboratories. Standardized operating procedures and formats were included to ensure data quality and interoperability, in line with international recommendations and FAIR principles. RESULTS PeakForest is able to capture and store experimental spectral MS and NMR metadata as well as collect and display signal annotations. This modular system provides a structured database with inbuilt tools to curate information, browse and reuse spectral information in data treatment. PeakForest offers data formalization and centralization at the laboratory level, facilitating shared spectral data across laboratories and integration into public databases. CONCLUSION PeakForest is a comprehensive resource which addresses a technical bottleneck, namely large-scale spectral data annotation and metabolite identification for metabolomics laboratories with multiple instruments. PeakForest databases can be used in conjunction with bespoke data analysis pipelines in the Galaxy environment, offering the opportunity to meet the evolving needs of metabolomics research. Developed and tested by the French metabolomics community, PeakForest is freely-available at https://github.com/peakforest .
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Affiliation(s)
- Nils Paulhe
- Université Clermont Auvergne, INRAE, UNH, Plateforme d'Exploration du Métabolisme, MetaboHUB Clermont, Clermont-Ferrand, France
| | - Cécile Canlet
- Toxalim (Research Center in Food Toxicology), Université de Toulouse, INRAE, ENVT, INP-Purpan, UPS, MetaboHUB, 31300, Toulouse, France
| | - Annelaure Damont
- Département Médicaments et Technologies pour la Santé (DMTS), Université Paris-Saclay, CEA, INRAE, MetaboHUB, 91191, Gif sur Yvette, France
| | - Lindsay Peyriga
- MetaboHUB-MetaToul, National Infrastructure of Metabolomics & Fluxomics (ANR-11-INBS-0010), 31077, Toulouse, France
| | - Stéphanie Durand
- Université Clermont Auvergne, INRAE, UNH, Plateforme d'Exploration du Métabolisme, MetaboHUB Clermont, Clermont-Ferrand, France
| | - Catherine Deborde
- Université de Bordeaux, INRAE, Biologie du Fruit et Pathologie, UMR 1332, Bordeaux Metabolome, MetaboHUB, PHENOME-EMPHASIS, 71 av E. Bourlaux, 33140, Villenave d'Ornon, France
| | - Sandra Alves
- Département Médicaments et Technologies pour la Santé (DMTS), Université Paris-Saclay, CEA, INRAE, MetaboHUB, 91191, Gif sur Yvette, France
| | - Stephane Bernillon
- Université de Bordeaux, INRAE, Biologie du Fruit et Pathologie, UMR 1332, Bordeaux Metabolome, MetaboHUB, PHENOME-EMPHASIS, 71 av E. Bourlaux, 33140, Villenave d'Ornon, France
| | - Thierry Berton
- Université de Bordeaux, INRAE, Biologie du Fruit et Pathologie, UMR 1332, Bordeaux Metabolome, MetaboHUB, PHENOME-EMPHASIS, 71 av E. Bourlaux, 33140, Villenave d'Ornon, France
| | - Raphael Bir
- Université Clermont Auvergne, INRAE, UNH, Plateforme d'Exploration du Métabolisme, MetaboHUB Clermont, Clermont-Ferrand, France
| | - Alyssa Bouville
- Toxalim (Research Center in Food Toxicology), Université de Toulouse, INRAE, ENVT, INP-Purpan, UPS, MetaboHUB, 31300, Toulouse, France
| | - Edern Cahoreau
- MetaboHUB-MetaToul, National Infrastructure of Metabolomics & Fluxomics (ANR-11-INBS-0010), 31077, Toulouse, France
| | - Delphine Centeno
- Université Clermont Auvergne, INRAE, UNH, Plateforme d'Exploration du Métabolisme, MetaboHUB Clermont, Clermont-Ferrand, France
| | - Robin Costantino
- Toxalim (Research Center in Food Toxicology), Université de Toulouse, INRAE, ENVT, INP-Purpan, UPS, MetaboHUB, 31300, Toulouse, France
| | - Laurent Debrauwer
- Toxalim (Research Center in Food Toxicology), Université de Toulouse, INRAE, ENVT, INP-Purpan, UPS, MetaboHUB, 31300, Toulouse, France
| | - Alexis Delabrière
- Département Médicaments et Technologies pour la Santé (DMTS), Université Paris-Saclay, CEA, INRAE, MetaboHUB, 91191, Gif sur Yvette, France
| | - Christophe Duperier
- Université Clermont Auvergne, INRAE, UNH, Plateforme d'Exploration du Métabolisme, MetaboHUB Clermont, Clermont-Ferrand, France
| | - Sylvain Emery
- Université Clermont Auvergne, INRAE, UNH, Plateforme d'Exploration du Métabolisme, MetaboHUB Clermont, Clermont-Ferrand, France
| | - Amelie Flandin
- Université de Bordeaux, INRAE, Biologie du Fruit et Pathologie, UMR 1332, Bordeaux Metabolome, MetaboHUB, PHENOME-EMPHASIS, 71 av E. Bourlaux, 33140, Villenave d'Ornon, France
| | - Ulli Hohenester
- Département Médicaments et Technologies pour la Santé (DMTS), Université Paris-Saclay, CEA, INRAE, MetaboHUB, 91191, Gif sur Yvette, France
| | - Daniel Jacob
- Université de Bordeaux, INRAE, Biologie du Fruit et Pathologie, UMR 1332, Bordeaux Metabolome, MetaboHUB, PHENOME-EMPHASIS, 71 av E. Bourlaux, 33140, Villenave d'Ornon, France
| | - Charlotte Joly
- Université Clermont Auvergne, INRAE, UNH, Plateforme d'Exploration du Métabolisme, MetaboHUB Clermont, Clermont-Ferrand, France
| | - Cyril Jousse
- Université Clermont Auvergne, INRAE, UNH, Plateforme d'Exploration du Métabolisme, MetaboHUB Clermont, Clermont-Ferrand, France
| | - Marie Lagree
- Université Clermont Auvergne, INRAE, UNH, Plateforme d'Exploration du Métabolisme, MetaboHUB Clermont, Clermont-Ferrand, France
| | - Nadia Lamari
- Université de Bordeaux, INRAE, Biologie du Fruit et Pathologie, UMR 1332, Bordeaux Metabolome, MetaboHUB, PHENOME-EMPHASIS, 71 av E. Bourlaux, 33140, Villenave d'Ornon, France
| | - Marie Lefebvre
- Université de Bordeaux, INRAE, Biologie du Fruit et Pathologie, UMR 1332, Bordeaux Metabolome, MetaboHUB, PHENOME-EMPHASIS, 71 av E. Bourlaux, 33140, Villenave d'Ornon, France
| | - Claire Lopez-Piffet
- Université Clermont Auvergne, INRAE, UNH, Plateforme d'Exploration du Métabolisme, MetaboHUB Clermont, Clermont-Ferrand, France
| | - Bernard Lyan
- Université Clermont Auvergne, INRAE, UNH, Plateforme d'Exploration du Métabolisme, MetaboHUB Clermont, Clermont-Ferrand, France
| | - Mickael Maucourt
- Université de Bordeaux, INRAE, Biologie du Fruit et Pathologie, UMR 1332, Bordeaux Metabolome, MetaboHUB, PHENOME-EMPHASIS, 71 av E. Bourlaux, 33140, Villenave d'Ornon, France
| | - Carole Migne
- Université Clermont Auvergne, INRAE, UNH, Plateforme d'Exploration du Métabolisme, MetaboHUB Clermont, Clermont-Ferrand, France
| | - Marie-Francoise Olivier
- Département Médicaments et Technologies pour la Santé (DMTS), Université Paris-Saclay, CEA, INRAE, MetaboHUB, 91191, Gif sur Yvette, France
| | - Estelle Rathahao-Paris
- Département Médicaments et Technologies pour la Santé (DMTS), Université Paris-Saclay, CEA, INRAE, MetaboHUB, 91191, Gif sur Yvette, France
| | - Pierre Petriacq
- Université de Bordeaux, INRAE, Biologie du Fruit et Pathologie, UMR 1332, Bordeaux Metabolome, MetaboHUB, PHENOME-EMPHASIS, 71 av E. Bourlaux, 33140, Villenave d'Ornon, France
| | - Julie Pinelli
- Université de Bordeaux, INRAE, Biologie du Fruit et Pathologie, UMR 1332, Bordeaux Metabolome, MetaboHUB, PHENOME-EMPHASIS, 71 av E. Bourlaux, 33140, Villenave d'Ornon, France
| | - Léa Roch
- Université de Bordeaux, INRAE, Biologie du Fruit et Pathologie, UMR 1332, Bordeaux Metabolome, MetaboHUB, PHENOME-EMPHASIS, 71 av E. Bourlaux, 33140, Villenave d'Ornon, France
| | - Pierrick Roger
- Département Médicaments et Technologies pour la Santé (DMTS), Université Paris-Saclay, CEA, INRAE, MetaboHUB, 91191, Gif sur Yvette, France
| | - Simon Roques
- Université de Bordeaux, INRAE, Biologie du Fruit et Pathologie, UMR 1332, Bordeaux Metabolome, MetaboHUB, PHENOME-EMPHASIS, 71 av E. Bourlaux, 33140, Villenave d'Ornon, France
| | - Jean-Claude Tabet
- Département Médicaments et Technologies pour la Santé (DMTS), Université Paris-Saclay, CEA, INRAE, MetaboHUB, 91191, Gif sur Yvette, France
| | - Marie Tremblay-Franco
- Toxalim (Research Center in Food Toxicology), Université de Toulouse, INRAE, ENVT, INP-Purpan, UPS, MetaboHUB, 31300, Toulouse, France
| | - Mounir Traïkia
- Université Clermont Auvergne, INRAE, UNH, Plateforme d'Exploration du Métabolisme, MetaboHUB Clermont, Clermont-Ferrand, France
| | - Anna Warnet
- Département Médicaments et Technologies pour la Santé (DMTS), Université Paris-Saclay, CEA, INRAE, MetaboHUB, 91191, Gif sur Yvette, France
| | - Vanessa Zhendre
- Université de Bordeaux, INRAE, Biologie du Fruit et Pathologie, UMR 1332, Bordeaux Metabolome, MetaboHUB, PHENOME-EMPHASIS, 71 av E. Bourlaux, 33140, Villenave d'Ornon, France
| | - Dominique Rolin
- Université de Bordeaux, INRAE, Biologie du Fruit et Pathologie, UMR 1332, Bordeaux Metabolome, MetaboHUB, PHENOME-EMPHASIS, 71 av E. Bourlaux, 33140, Villenave d'Ornon, France
| | - Fabien Jourdan
- Toxalim (Research Center in Food Toxicology), Université de Toulouse, INRAE, ENVT, INP-Purpan, UPS, MetaboHUB, 31300, Toulouse, France
| | - Etienne Thévenot
- Département Médicaments et Technologies pour la Santé (DMTS), Université Paris-Saclay, CEA, INRAE, MetaboHUB, 91191, Gif sur Yvette, France
| | - Annick Moing
- Université de Bordeaux, INRAE, Biologie du Fruit et Pathologie, UMR 1332, Bordeaux Metabolome, MetaboHUB, PHENOME-EMPHASIS, 71 av E. Bourlaux, 33140, Villenave d'Ornon, France
| | - Emilien Jamin
- Toxalim (Research Center in Food Toxicology), Université de Toulouse, INRAE, ENVT, INP-Purpan, UPS, MetaboHUB, 31300, Toulouse, France
| | - François Fenaille
- Département Médicaments et Technologies pour la Santé (DMTS), Université Paris-Saclay, CEA, INRAE, MetaboHUB, 91191, Gif sur Yvette, France
| | - Christophe Junot
- Département Médicaments et Technologies pour la Santé (DMTS), Université Paris-Saclay, CEA, INRAE, MetaboHUB, 91191, Gif sur Yvette, France
| | - Estelle Pujos-Guillot
- Université Clermont Auvergne, INRAE, UNH, Plateforme d'Exploration du Métabolisme, MetaboHUB Clermont, Clermont-Ferrand, France
| | - Franck Giacomoni
- Université Clermont Auvergne, INRAE, UNH, Plateforme d'Exploration du Métabolisme, MetaboHUB Clermont, Clermont-Ferrand, France.
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