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预测人体肠道中的微生物相互作用

2021-03-09 10:02:26来源:网络
  人类肠道是由一个复杂的微生物群落组成的,它消耗和分泌数百个小分子,这种现象被称为交叉喂养。然而,通过实验来研究这些过程是很有挑战性的。一项新的研究,发表在"自然通讯"(Nature Communications)杂志上,使用模型来预测肠道微生物物种间的相互作用。这种方法的预测最终可以帮助医生更全面地了解肠道健康。
  众所周知,肠道微生物群落或微生物群会影响人类健康。以前的研究侧重于确定微生物的种类。不幸的是,这些信息不足以理解微生物群。
  生物工程与幸福学院教授Sergei Maslov说:"肠道环境是由被称为代谢物的小分子形成的,这些小分子是由微生物群落排出的。"虽然这些代谢物可以通过实验来测量,但它们既麻烦又昂贵。
  研究人员先前发表了一项研究,利用其他研究的实验数据来模拟代谢物通过肠道微生物的命运。在新的研究中,他们使用同样的模型来预测以前尚未确定的新的微生物过程。
  我们吃的东西直接进入我们的肠道,释放出一系列代谢物,"麻省理工学院博士后研究员、Maslov实验室的合著者Akcht Goyar说。"生物学家测量了人类粪便中的这些分子,我们已经证明可以使用计算模型来预测其中的某些水平。
  戈亚尔说:"测量每一种代谢物,并试图了解哪些微生物可能释放出来是很有挑战性的。有很多可能的交叉饲料相互作用,"戈亚尔说。使用这个模型,我们可以通过预测哪些相互作用更有可能发生在肠道来帮助实验。
  该模型还得到了基因组评论的支持,这些评论解释了哪些微生物基因负责处理代谢产物。我们对模拟预测很有信心,因为我们还会检查微生物是否含有响应所需的基因,"维罗尼卡·杜宾基纳博士说。大约65%的预测都得到了这些信息的支持。"一个主修生物工程的学生。
  研究人员试图通过增加更多的实验数据来改进这个模型。"杜宾纳说,"不同的人有不同的肠道微生物菌株。"尽管这些不同的菌株有许多共同的基因,但它们的功能不同。我们需要从病人那里收集更多的数据,以了解不同宿主不同微生物群落的行为。
  我们也对确定微生物消耗和分泌代谢物的速率感兴趣,"主修物理学的同王博士说。"目前,该模型假设所有微生物都以同样的速度消耗代谢物。"事实上,速度是不同的,我们需要了解它们来捕获肠道中的代谢物。
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