预测人体肠道中的微生物相互作用

人体肠由一种复杂的微生物群落，消耗和分泌数百个小分子 - 一种称为交叉的现象。然而，实验研究这些过程是挑战性的。一项新的研究，发表于自然通信，使用模型预测肠道中微生物物种之间的交叉相互作用。这种计算方法的预测最终可能有助于医生更完全了解肠系健康。

肠道的微生物群落或微生物组是众所周知的影响人类健康。以前的研究专注于确定类型微生物那是存在的。不幸的是，这些信息不足以理解微生物组。

“肠道环境是塑造的小分子被称为由微生物群落排出的代谢物，“生物工程和Bliss教师学者教授Sergei Maslov（BCXT / Cabbi）说。”虽然可以通过实验测量这些代谢物，但它很麻烦和昂贵。“

研究人员之前发表过他们使用的研究实验数据根据其他研究，以通过肠道微生物组来模拟代谢物的命运。在新的研究中，它们使用了相同的模型来预测之前未确定的新微生物过程。

“我们吃的东西进入了我们的肠道，并且有一个级联的微生物释放了代谢物，”麻省理工学院的博士后研究员和Maslov实验室的合作者。“生物学家在人类粪便中测量了这些分子，我们已经表明您可以使用计算模型来预测一些水平。”

测量每一部分代谢物并试图了解哪些微生物可能会释放它可能是挑战性的。“有一个大的宇宙可能的交叉喂养相互作用。使用该模型，我们可以通过预测肠道更有可能发生的情况来帮助实验，”Goyal说。

该模型也得到了基因组注释的支持，它解释了哪些微生物基因负责代谢产物的处理。“我们对我们的模型预测有信心，因为我们也检查了微生物是否包含进行相关反应所需的基因。这一信息支持了我们65%的预测，”生物工程博士生Veronika Dubinkina说。

研究人员现在正在通过包括更多实验数据来改善模型。“不同的人有不同的肠道微生物。虽然这些不同的菌株有许多共同的基因，但它们的能力不同，”Dubinkina说。“我们需要收集来自患者的更多数据，了解如何在不同主机中的不同微生物社区的行为。”

“我们也有兴趣确定微生物消耗和分泌代谢物的速度有多快，”Tong Wang，Ph.D.物理学中的学生。“目前，该模型假设所有微生物以相同的速率消耗代谢物。实际上，利率是不同的，我们需要了解他们在肠道中捕获代谢物组成。”

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