Quantitative proteomics employing mass spectrometry is an indispensable tool in life science research. Targeted proteomics has emerged as a powerful approach for reproducible quantification but is limited in the number of proteins quantified. SWATH-mass spectrometry consists of data-independent acquisition and a targeted data analysis strategy that aims to maintain the favorable quantitative characteristics (accuracy, sensitivity, and selectivity) of targeted proteomics at large scale. While previous SWATH-mass spectrometry studies have shown high intra-lab reproducibility, this has not been evaluated between labs. In this multi-laboratory evaluation study including 11 sites worldwide, we demonstrate that using SWATH-mass spectrometry data acquisition we can consistently detect and reproducibly quantify >4000 proteins from HEK293 cells. Using synthetic peptide dilution series, we show that the sensitivity, dynamic range and reproducibility established with SWATH-mass spectrometry are uniformly achieved. This study demonstrates that the acquisition of reproducible quantitative proteomics data by multiple labs is achievable, and broadly serves to increase confidence in SWATH-mass spectrometry data acquisition as a reproducible method for large-scale protein quantification.SWATH-mass spectrometry consists of a data-independent acquisition and a targeted data analysis strategy that aims to maintain the favorable quantitative characteristics on the scale of thousands of proteins. Here, using data generated by eleven groups worldwide, the authors show that SWATH-MS is capable of generating highly reproducible data across different laboratories.

Simply Mycoplasma The bacterium Mycoplasma pneumoniae , a human pathogen, has a genome of reduced size and is one of the simplest organisms that can reproduce outside of host cells. As such, it represents an excellent model organism in which to attempt a systems-level understanding of its biological organization. Now three papers provide a comprehensive and quantitative analysis of the proteome, the metabolic network, and the transcriptome of M. pneumoniae (see the Perspective by Ochman and Raghavan ). Anticipating what might be possible in the future for more complex organisms, Kühner et al. (p. 1235 ) combine analysis of protein interactions by mass spectrometry with extensive structural information on M. pneumoniae proteins to reveal how proteins work together as molecular machines and map their organization within the cell by electron tomography. The manageable genome size of M. pneumoniae allowed Yus et al. (p. 1263 ) to map the metabolic network of the organism manually and validate it experimentally. Analysis of the network aided development of a minimal medium in which the bacterium could be cultured. Finally, G‡ell et al. (p. 1268 ) applied state-of-the-art sequencing techniques to reveal that this “simple” organism makes extensive use of noncoding RNAs and has exon- and intron-like structure within transcriptional operons that allows complex gene regulation resembling that of eukaryotes.

Abstract Mass spectrometry is the method of choice for deep and reliable exploration of the (human) proteome. Targeted mass spectrometry reliably detects and quantifies pre-determined sets of proteins in a complex biological matrix and is used in studies that rely on the quantitatively accurate and reproducible measurement of proteins across multiple samples. It requires the one-time, a priori generation of a specific measurement assay for each targeted protein. SWATH-MS is a mass spectrometric method that combines data-independent acquisition (DIA) and targeted data analysis and vastly extends the throughput of proteins that can be targeted in a sample compared to selected reaction monitoring (SRM). Here we present a compendium of highly specific assays covering more than 10,000 human proteins and enabling their targeted analysis in SWATH-MS datasets acquired from research or clinical specimens. This resource supports the confident detection and quantification of 50.9% of all human proteins annotated by UniProtKB/Swiss-Prot and is therefore expected to find wide application in basic and clinical research. Data are available via ProteomeXchange (PXD000953-954) and SWATHAtlas (SAL00016-35).

Quantitative proteomics employing mass spectrometry has become an indispensable tool in basic and applied life science research. Methods based on data-dependent acquisition have proved extremely valuable for qualitative proteome analysis but historically have struggled to achieve reproducible quantitative data if large sample cohorts are comparatively analyzed. Targeted proteomics, most commonly implemented as selected reaction monitoring, has emerged as a powerful alternative and succeeded in providing a data independent approach for reproducible quantitative proteomics data but is limited in the number of proteins quantified. SWATH-MS is a recently introduced technique consisting of a data-independent acquisition and a targeted data analysis strategy that aims to maintain the favorable quantitative characteristics (accuracy, sensitivity, specificity) achieved in targeted proteomics but on the scale of thousands of proteins. While previous SWATH-MS studies have shown high intra-lab reproducibility, this has not been evaluated on an inter-lab basis. In this multi-laboratory evaluation study using data from 11 sites worldwide, we have demonstrated that using SWATH-MS we can consistently detect and quantify more than 4,000 proteins from HEK293 cells and that the quantitative protein data generated across laboratories is reproducible. Using synthetic peptide dilution series, we have shown that the sensitivity, dynamic range and reproducibility established with SWATH-MS methods are also uniformly achieved across labs. This study demonstrates that SWATH-MS is a reproducible and accurate technique that can be confidently deployed for large-scale protein quantification in life science research.