Achtergrond
MetAlign is softwaretool die is ontwikkeld voor het geautomatiseerd voorbewerken en vergelijken van data uit massaspectrometrie-experimenten. De software richt zich specifiek op vloeistofchromatografie gekoppeld aan massaspectrometrie (LC-MS) en gaschromatografie gekoppeld aan massaspectrometrie (GC-MS), twee technologietypen die veel worden toegepast in het metabolomics-onderzoek.
Het kernprobleem dat MetAlign aanpakt is de enorme hoeveelheid data die moderne massaspectrometers genereren. Bij een typisch metabolomics-experiment worden tientallen tot honderden samples gemeten, waarbij elk sample duizenden massasignalen oplevert. Zonder geautomatiseerde tools is het handmatig vergelijken en analyseren van deze datasets vrijwel onmogelijk.
Ontwikkeling bij RIKILT
De ontwikkeling van MetAlign vond plaats bij RIKILT, het voormalige Instituut voor Voedselveiligheid van Wageningen University & Research in Nederland. Dit instituut, dat inmiddels is opgegaan in Wageningen Food Safety Research, houdt zich bezig met onderzoek op het gebied van voedselveiligheid, voedselkwaliteit en diergezondheidmonitoring.
De software is geschreven in C en Visual C++ en is primair bedoeld voor Windows-besturingssystemen. De ontwikkeling heeft zich over een periode van meer dan twintig jaar uitgestrekt, waarbij de software voortdurend is verbeterd op basis van feedback vanuit de wetenschappelijke gemeenschap en de voortgang in computerhardware.
In de loop der jaren is MetAlign ingezet in samenwerking met Plant Research International (eveneens onderdeel van Wageningen University & Research) voor grootschalige plantmetabolomics studies. Deze samenwerking heeft bijgedragen aan de brede inzetbaarheid van de software voor zowel voedselveiligheids- als fundamenteel biologisch onderzoek.
Wetenschappelijke impact
De wetenschappelijke bijdrage van MetAlign wordt onder meer zichtbaar in de publicatiehistorie. Het referentieartikel uit 2009 in Analytical Chemistry is veelvuldig geciteerd en de software is in meer dan honderd peer-reviewed artikelen gebruikt als analysetool.
Belangrijke toepassingsgebieden zijn onder meer de profilering van plantmetabolieten, de analyse van voedselcontaminanten, toxicogenomics studies, en recentelijk ook anti-doping analyses. Bij het anti-doping programma van de World Anti-Doping Agency (WADA) is MetAlign ingezet voor het retroactief doorzoeken van eerder opgeslagen databestanden op verboden stoffen.
Aanvullende software
Naast de kern-MetAlign software zijn er aanvullende modules ontwikkeld die het functionele bereik vergroten.
De Search LCMS module maakt het mogelijk om snel te zoeken naar de aanwezigheid van specifieke verbindingen in grote aantallen gereduceerde LC-MS databestanden. Deze module is bijzonder geschikt voor retroactieve analyses waarbij bestaande datasets opnieuw worden doorzocht op nieuwe doelstoffen.
De Subppm converter module verbetert de massa-nauwkeurigheid van Orbitrap-data met een orde van grootte, tot sub-ppm niveaus. Dit wordt bereikt door het gebruik van meerdere interne referentiemassa's voor correctie van de massa-as in individuele scans.
Daarnaast is MSClust een gerelateerd softwarepakket, ontwikkeld door collega-onderzoekers, dat aansluit op de MetAlign-uitvoer. MSClust voert ongesuperviseerde clustering uit op de door MetAlign geëxtraheerde massasignalen om individuele metabolieten te onderscheiden.
Open source
In november 2022 is de actieve doorontwikkeling van MetAlign beëindigd. Om de software toegankelijk te houden voor de wetenschappelijke gemeenschap is de volledige broncode beschikbaar gesteld onder de Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International licentie. Dit betekent dat onderzoekers de software vrij kunnen gebruiken, aanpassen en delen, mits dit voor niet-commerciële doeleinden gebeurt en de oorspronkelijke ontwikkelaar wordt vermeld.
Meer informatie over het downloaden van de software is beschikbaar op de softwarepagina.