Bioinformatics: The next frontier of metabolomics

Analytical Chemistry

Volumn 87, Issue 1, 2015, Pages 147-156

  Johnson, Caroline H ^a   Ivanisevic, Julijana ^a   Benton, H Paul ^a   Siuzdak, Gary ^a  

^a SCRIPPS RESEARCH INSTITUTE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANIMAL; BIOLOGY; HUMAN; METABOLOMICS; PROCEDURES;

ANIMALS; COMPUTATIONAL BIOLOGY; HUMANS; METABOLOMICS;

EID: 84920456840     PISSN: 00032700     EISSN: 15206882     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ac5040693     Document Type: Review

References (99)

1. Dunn, W. B.; Broadhurst, D. I.; Atherton, H. J.; Goodacre, R.; Griffin, J. L. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 387-426
2. Wishart, D. S. Bioanalysis 2011, 3, 1769-1782
3. Ivanova, P. T.; Milne, S. B.; Byrne, M. O.; Xiang, Y.; Brown, H. A. Methods Enzymol. 2007, 432, 21-57
4. Yang, J.; Eiserich, J. P.; Cross, C. E.; Morrissey, B. M.; Hammock, B. D. Free Radical Biol. Med. 2012, 53, 160-171
5. Kingsley, P. J.; Marnett, L. J. Methods Enzymol. 2007, 433, 91-112
6. Signorelli, P.; Hannun, Y. A. Methods Enzymol. 2002, 345, 275-294
7. Murphy, R. C.; Leiker, T. J.; Barkley, R. M. Biochim. Biophys. Acta 2011, 1811, 776-783
8. Koek, M. M.; Muilwijk, B.; van der Werf, M. J.; Hankemeier, T. Anal. Chem. 2006, 78, 1272-1281
9. Ivanisevic, J.; Zhu, Z.; Plate, L.; Tautenhahn, R.; Chen, S.; O'Brien, P. J.; Johnson, C. H.; Marletta, M. A.; Patti, G. J.; Siuzdak, G. Anal. Chem. 2013, 85, 6876-6884
10. Bi, H. C.; Pan, Y. Z.; Qiu, J. X.; Krausz, K. W.; Li, F.; Johnson, C. H.; Jiang, C. T.; Gonzalez, F. J.; Yu, A. M. Carcinogenesis 2014, 35, 2264-2272
11. Gonzalez-Dominguez, R.; Garcia, A.; Garcia-Barrera, T.; Barbas, C.; Gomez-Ariza, J. L. Electrophoresis 2014, 10.1002/elps.201400196
12. Kalim, S.; Clish, C. B.; Wenger, J.; Elmariah, S.; Yeh, R. W.; Deferio, J. J.; Pierce, K.; Deik, A.; Gerszten, R. E.; Thadhani, R.; Rhee, E. P. J. Am. Heart Assoc. 2013, 2, e000542
13. Sampey, B. P.; Freemerman, A. J.; Zhang, J.; Kuan, P. F.; Galanko, J. A.; O'Connell, T. M.; Ilkayeva, O. R.; Muehlbauer, M. J.; Stevens, R. D.; Newgard, C. B.; Brauer, H. A.; Troester, M. A.; Makowski, L. PLoS One 2012, 7 e38812
14. Ishihara, K.; Katsutani, N.; Asai, N.; Inomata, A.; Uemura, Y.; Suganuma, A.; Sawada, K.; Yokoi, T.; Aoki, T. Basic Clin. Pharmacol. Toxicol. 2009, 105, 156-166
15. Dudzik, D.; Zorawski, M.; Skotnicki, M.; Zarzycki, W.; Kozlowska, G.; Bibik-Malinowska, K.; Vallejo, M.; Garcia, A.; Barbas, C.; Ramos, M. P. J. Proteomics 2014, 103, 57-71
16. Abaffy, T.; Moller, M. G.; Riemer, D. D.; Milikowski, C.; DeFazio, R. A. Metabolomics: Off. J. Metabolomic Soc. 2013, 9, 998-1008
17. Bahado-Singh, R. O.; Akolekar, R.; Mandal, R.; Dong, E.; Xia, J.; Kruger, M.; Wishart, D. S.; Nicolaides, K. J. Matern.-Fetal Neonat. Med. 2012, 25, 1840-1847
18. Lanz, C.; Patterson, A.; Slavík, J.; Krausz, K.; Ledermann, M.; Gonzalez, F.; Idle, J. Radiat. Res. 2009, 172, 198-212
19. Johnson, C. H.; Patterson, A. D.; Krausz, K. W.; Lanz, C.; Kang, D. W.; Luecke, H.; Gonzalez, F. J.; Idle, J. R. Radiat. Res. 2011, 175, 473-484
20. Bennett, M. J.; Ragni, M. C.; Hood, I.; Hale, D. E. J. Inherited Metab. Dis. 1992, 15, 220-223
21. Patti, G. J.; Yanes, O.; Shriver, L. P.; Courade, J. P.; Tautenhahn, R.; Manchester, M.; Siuzdak, G. Nat. Chem. Biol. 2012, 8, 232-234
22. Smith, C. A.; Want, E. J.; O'Maille, G.; Abagyan, R.; Siuzdak, G. Anal. Chem. 2006, 78, 779-787
23. Frenzel, T.; Miller, A.; Engel, K. H. Eur. Food Res. Technol. 2003, 216, 335-342
24. Pluskal, T.; Castillo, S.; Villar-Briones, A.; Oresic, M. BMC Bioinf. 2010, 11, 395
25. Katajamaa, M.; Oresic, M. BMC Bioinf. 2005, 6, 179
26. Tautenhahn, R.; Cho, K.; Uritboonthai, W.; Zhu, Z.; Patti, G. J.; Siuzdak, G. Nat. Biotechnol. 2012, 30, 826-828
27. Broeckling, C. D.; Afsar, F. A.; Neumann, S.; Ben-Hur, A.; Prenni, J. E. Anal. Chem. 2014, 86, 6812-6817
28. Benton, H. P.; Wong, D. M.; Trauger, S. A.; Siuzdak, G. Anal. Chem. 2008, 80, 6382-6389
29. Wishart, D. S.; Jewison, T.; Guo, A. C.; Wilson, M.; Knox, C.; Liu, Y.; Djoumbou, Y.; Mandal, R.; Aziat, F.; Dong, E.; Bouatra, S.; Sinelnikov, I.; Arndt, D.; Xia, J.; Liu, P.; Yallou, F.; Bjorndahl, T.; Perez-Pineiro, R.; Eisner, R.; Allen, F.; Neveu, V.; Greiner, R.; Scalbert, A. Nucleic Acids Res. 2013, 41, D801-D807
30. Horai, H.; Arita, M.; Kanaya, S.; Nihei, Y.; Ikeda, T.; Suwa, K.; Ojima, Y.; Tanaka, K.; Tanaka, S.; Aoshima, K.; Oda, Y.; Kakazu, Y.; Kusano, M.; Tohge, T.; Matsuda, F.; Sawada, Y.; Hirai, M. Y.; Nakanishi, H.; Ikeda, K.; Akimoto, N.; Maoka, T.; Takahashi, H.; Ara, T.; Sakurai, N.; Suzuki, H.; Shibata, D.; Neumann, S.; Iida, T.; Tanaka, K.; Funatsu, K.; Matsuura, F.; Soga, T.; Taguchi, R.; Saito, K.; Nishioka, T. J. Mass Spectrom. 2010, 45, 703-714
31. Stanstrup, J.; Gerlich, M.; Dragsted, L. O.; Neumann, S. Anal. Bioanal. Chem. 2013, 405, 5037-5048
32. Neumann, S.; Thum, A.; Bottcher, C. Metabolomics: Off. J. Metabolomic Soc. 2013, 9, S84-S91
33. Wolf, S.; Schmidt, S.; Muller-Hannemann, M.; Neumann, S. BMC Bioinf. 2010, 11
34. Kopka, J.; Schauer, N.; Krueger, S.; Birkemeyer, C.; Usadel, B.; Bergmuller, E.; Dormann, P.; Weckwerth, W.; Gibon, Y.; Stitt, M.; Willmitzer, L.; Fernie, A. R.; Steinhauser, D. Bioinformatics 2005, 21, 1635-1638
35. Gerlich, M.; Neumann, S. J. Mass Spectrom. 2013, 48, 291-298
36. Creek, D. J.; Jankevics, A.; Breitling, R.; Watson, D. G.; Barrett, M. P.; Burgess, K. E. V. Anal. Chem. 2011, 83, 8703-8710
37. Menikarachchi, L. C.; Cawley, S.; Hill, D. W.; Hall, L. M.; Hall, L.; Lai, S.; Wilder, J.; Grant, D. F. Anal. Chem. 2012, 84, 9388-9394
38. Hall, L. M.; Hall, L. H.; Kertesz, T. M.; Hill, D. W.; Sharp, T. R.; Oblak, E. Z.; Dong, Y. W.; Wishart, D. S.; Chen, M. H.; Grant, D. F. J. Chem. Inf. Model. 2012, 52, 1222-1237
39. Boswell, P. G.; Schellenberg, J. R.; Carr, P. W.; Cohen, J. D.; Hegeman, A. D. J. Chromatogr., A 2011, 1218, 6732-6741
40. Rinehart, D.; Johnson, C. H.; Nguyen, T.; Ivanisevic, J.; Benton, H. P.; Lloyd, J.; Arkin, A. P.; Deutschbauer, A. M.; Patti, G. J.; Siuzdak, G. Nat. Biotechnol. 2014, 32, 524-527
41. Scheltema, R. A.; Decuypere, S.; Dujardin, J. C.; Watson, D. G.; Jansen, R. C.; Breitling, R. Bioanalysis 2009, 1, 1551-1557
42. Brown, M.; Dunn, W.; Dobson, P.; Patel, Y.; Winder, C.; Francis-McIntyre, S.; Begley, P.; Carroll, K.; Broadhurst, D.; Tseng, A.; Swainston, N.; Spasic, I.; Goodacre, R.; Kell, D. Analyst 2009, 134, 1322-1332
43. Tautenhahn, R.; Patti, G. J.; Rinehart, D.; Siuzdak, G. Anal. Chem. 2012, 84, 5035-5039
44. Sturm, M.; Bertsch, A.; Gropl, C.; Hildebrandt, A.; Hussong, R.; Lange, E.; Pfeifer, N.; Schulz-Trieglaff, O.; Zerck, A.; Reinert, K.; Kohlbacher, O. BMC Bioinf. 2008, 9, 163
45. Yu, T. W.; Park, Y.; Johnson, J. M.; Jones, D. P. Bioinformatics 2009, 25, 1930-1936
46. Uppal, K.; Soltow, Q. A.; Strobel, F. H.; Pittard, W. S.; Gernert, K. M.; Yu, T.; Jones, D. P. BMC Bioinf. 2013, 14, 15
47. Scheltema, R. A.; Jankevics, A.; Jansen, R. C.; Swertz, M. A.; Breitling, R. Anal. Chem. 2011, 83, 2786-2793
48. Kuhl, C.; Tautenhahn, R.; Bottcher, C.; Larson, T. R.; Neumann, S. Anal. Chem. 2012, 84, 283-289
49. Bottcher, C.; von Roepenack-Lahaye, E.; Schmidt, J.; Schmotz, C.; Neumann, S.; Scheel, D.; Clemens, S. Plant Physiol. 2008, 147, 2107-2120
50. Cho, K.; Mahieu, N. G.; Johnson, S. L.; Patti, G. J. Curr. Opin. Biotechnol. 2014, 28, 143-148
51. Daly, R.; Rogers, S.; Wandy, J.; Jankevics, A.; Burgess, K. E.; Breitling, R. Bioinformatics 2014, 30, 2764-2771
52. Fernandez-Albert, F.; Llorach, R.; Andres-Lacueva, C.; Perera-Lluna, A. Anal. Chem. 2014, 86, 2320-2325
53. Trygg, J.; Holmes, E.; Lundstedt, T. J. Proteome Res. 2007, 6, 469-479
54. Hastie, T.; Tibshirani, R.; Friedman, J. The Elements of Statistical Learning, 2 nd ed.; Springer: New York, 2009.
55. Mahieu, N. G.; Huang, X.; Chen, Y. J.; Patti, G. J. Anal. Chem. 2014, 86, 9583-9589
56. Giavalisco, P.; Kohl, K.; Hummel, J.; Seiwert, B.; Willmitzer, L. Anal. Chem. 2009, 81, 6546-6551
57. Giavalisco, P.; Hummel, J.; Lisec, J.; Inostroza, A. C.; Catchpole, G.; Willmitzer, L. Anal. Chem. 2008, 80, 9417-9425
58. Giavalisco, P.; Li, Y.; Matthes, A.; Eckhardt, A.; Hubberten, H. M.; Hesse, H.; Segu, S.; Hummel, J.; Kohl, K.; Willmitzer, L. Plant J.: Cell Mol. Biol. 2011, 68, 364-376
59. Baran, R.; Bowen, B. P.; Bouskill, N. J.; Brodie, E. L.; Yannone, S. M.; Northen, T. R. Anal. Chem. 2010, 82, 9034-9042
60. Shahaf, N.; Franceschi, P.; Arapitsas, P.; Rogachev, I.; Vrhovsek, U.; Wehrens, R. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2013, 27, 2425-2431
61. Kind, T.; Fiehn, O. BMC Bioinf. 2006, 7, 234
62. Ojanpera, S.; Pelander, A.; Pelzing, M.; Krebs, I.; Vuori, E.; Ojanpera, I. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2006, 20, 1161-1167
63. Wolff, J. C.; Eckers, C.; Sage, A. B.; Giles, K.; Bateman, R. Anal. Chem. 2001, 73, 2605-2612
64. Wolff, J. C.; Fuentes, T. R.; Taylor, J. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2003, 17, 1216-1219
65. Gowda, H.; Ivanisevic, J.; Johnson, C. H.; Kurczy, M. E.; Benton, H. P.; Rinehart, D.; Nguyen, T.; Ray, J.; Kuehl, J.; Arevalo, B.; Westenskow, P. D.; Wang, J.; Arkin, A. P.; Deutschbauer, A. M.; Patti, G. J.; Siuzdak, G. Anal. Chem. 2014, 86, 6931-6939
66. Xia, J. G.; Psychogios, N.; Young, N.; Wishart, D. S. Nucleic Acids Res. 2009, 37, W652-W660
67. Patti, G. J.; Tautenhahn, R.; Rinehart, D.; Cho, K.; Shriver, L. P.; Manchester, M.; Nikolskiy, I.; Johnson, C. H.; Mahieu, N. G.; Siuzdak, G. Anal. Chem. 2013, 85, 798-804
68. Liu, H.; Sadygov, R. G.; Yates, J. R., 3rd Anal. Chem. 2004, 76, 4193-4201
69. Li, S.; Park, Y.; Duraisingham, S.; Strobel, F. H.; Khan, N.; Soltow, Q. A.; Jones, D. P.; Pulendran, B. PLoS Comput. Biol. 2013, 9, e1003123
70. Ogata, H.; Goto, S.; Sato, K.; Fujibuchi, W.; Bono, H.; Kanehisa, M. Nucleic Acids Res. 1999, 27, 29-34
71. Duarte, N. C.; Becker, S. A.; Jamshidi, N.; Thiele, I.; Mo, M. L.; Vo, T. D.; Srivas, R.; Palsson, B. O. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 1777-1782
72. Ma, H.; Sorokin, A.; Mazein, A.; Selkov, A.; Selkov, E.; Demin, O.; Goryanin, I. Mol. Syst. Biol. 2007, 3, 135
73. Shannon, P.; Markiel, A.; Ozier, O.; Baliga, N. S.; Wang, J. T.; Ramage, D.; Amin, N.; Schwikowski, B.; Ideker, T. Genome Res. 2003, 13, 2498-2504
74. Barupal, D. K.; Haldiya, P. K.; Wohlgemuth, G.; Kind, T.; Kothari, S. L.; Pinkerton, K. E.; Fiehn, O. BMC Bioinf. 2012, 13, 99
75. Rogers, D. J.; Tanimoto, T. T. Science 1960, 132, 1115-1118
76. Xia, J.; Wishart, D. S. Bioinformatics 2010, 26, 2342-2344
77. Xia, J.; Wishart, D. S. Nucleic Acids Res. 2010, 38, W71-77
78. Austin, C. P.; Brady, L. S.; Insel, T. R.; Collins, F. S. Science 2004, 306, 1138-1139
79. Degtyarenko, K.; de Matos, P.; Ennis, M.; Hastings, J.; Zbinden, M.; McNaught, A.; Alcantara, R.; Darsow, M.; Guedj, M.; Ashburner, M. Nucleic Acids Res. 2008, 36, D344-350
80. Feist, A. M.; Herrgard, M. J.; Thiele, I.; Reed, J. L.; Palsson, B. O. Nat. Rev. Microbiol. 2009, 7, 129-143
81. Karp, P. D.; Ouzounis, C. A.; Moore-Kochlacs, C.; Goldovsky, L.; Kaipa, P.; Ahren, D.; Tsoka, S.; Darzentas, N.; Kunin, V.; Lopez-Bigas, N. Nucleic Acids Res. 2005, 33, 6083-6089
82. Matthews, L.; Gopinath, G.; Gillespie, M.; Caudy, M.; Croft, D.; de Bono, B.; Garapati, P.; Hemish, J.; Hermjakob, H.; Jassal, B.; Kanapin, A.; Lewis, S.; Mahajan, S.; May, B.; Schmidt, E.; Vastrik, I.; Wu, G.; Birney, E.; Stein, L.; D'Eustachio, P. Nucleic Acids Res. 2009, 37, D619-622
83. Neuweger, H.; Albaum, S. P.; Dondrup, M.; Persicke, M.; Watt, T.; Niehaus, K.; Stoye, J.; Goesmann, A. Bioinformatics 2008, 24, 2726-2732
84. Neuweger, H.; Persicke, M.; Albaum, S. P.; Bekel, T.; Dondrup, M.; Huser, A. T.; Winnebald, J.; Schneider, J.; Kalinowski, J.; Goesmann, A. BMC Syst. Biol. 2009, 3, 82
85. Rodgers, R. P.; Blumer, E. N.; Hendrickson, C. L.; Marshall, A. G. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2000, 11, 835-840
86. Fischer, E.; Sauer, U. Eur. J. Biochem. 2003, 270, 880-891
87. Lamonte, G.; Tang, X.; Chen, J. L.; Wu, J.; Ding, C. K.; Keenan, M. M.; Sangokoya, C.; Kung, H. N.; Ilkayeva, O.; Boros, L. G.; Newgard, C. B.; Chi, J. T. Cancer Metab. 2013, 1, 23
88. Harris, D. M.; Li, L.; Chen, M.; Lagunero, F. T.; Go, V. L.; Boros, L. G. Metabolomics: Off. J. Metabolomic Soc. 2012, 8, 201-210
89. Zimmermann, M.; Sauer, U.; Zamboni, N. Anal. Chem. 2014, 86, 3232-3237
90. Yao, D.; Shi, X.; Wang, L.; Gosnell, B. A.; Chen, C. Drug Metab. Dispos. 2013, 41, 79-88
91. Harada, K.; Fukusaki, E.; Bamba, T.; Sato, F.; Kobayashi, A. Biotechnol. Prog. 2006, 22, 1003-1011
92. Bloch, K.; Rittenberg, D. J. Biol. Chem. 1942, 145, 625
93. Bloch, K.; Rittenberg, D. J. Biol. Chem. 1945, 159, 45
94. Schoenheimer, R.; Rittenberg, D. Science 1938, 87, 221-226
95. Metallo, C. M.; Gameiro, P. A.; Bell, E. L.; Mattaini, K. R.; Yang, J.; Hiller, K.; Jewell, C. M.; Johnson, Z. R.; Irvine, D. J.; Guarente, L.; Kelleher, J. K.; Vander Heiden, M. G.; Iliopoulos, O.; Stephanopoulos, G. Nature 2012, 481, 380-384
96. Fan, J.; Kamphorst, J. J.; Rabinowitz, J. D.; Shlomi, T. J. Biol. Chem. 2013, 288, 31363-31369
97. Bar-Joseph, Z. Bioinformatics 2004, 20, 2493-2503
98. Huang, X.; Chen, Y. J.; Cho, K.; Nikolskiy, I.; Crawford, P. A.; Patti, G. J. Anal. Chem. 2014, 86, 1632-1639
99. Cho, K.; Mahieu, N.; Ivanisevic, J.; Uritboonthai, W.; Chen, Y. J.; Siuzdak, G.; Patti, G. J. Anal. Chem. 2014, 86, 9358-9361