人類(lèi)的腸道由復(fù)雜的微生物群落組成，微生物群落消耗并分泌數(shù)百個(gè)小分子，這種現(xiàn)象稱(chēng)為交叉進(jìn)食。然而，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究這些過(guò)程是具有挑戰(zhàn)性的。發(fā)表在《Nature Communication》雜志上的一項(xiàng)新研究使用模型預(yù)測(cè)腸道中微生物物種之間的交叉進(jìn)食相互作用。這種計(jì)算方法的預(yù)測(cè)最終可以幫助醫(yī)生更全面地了解腸道健康。

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腸道的微生物群落或微生物組已知會(huì)影響人類(lèi)健康。先前的研究集中在確定存在的微生物的類(lèi)型上。不幸的是，這些信息不足以了解微生物組。

生物工程學(xué)教授，布利斯大學(xué)教授謝爾蓋·馬斯洛夫說(shuō)：“腸道環(huán)境是由被稱(chēng)為代謝產(chǎn)物的小分子形成的，這些小分子由微生物群落分泌。盡管可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量這些代謝產(chǎn)物，但它既麻煩又昂貴?！?br/>

研究人員此前發(fā)表過(guò)一項(xiàng)研究，其中他們使用其他研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)模擬代謝產(chǎn)物通過(guò)腸道微生物組時(shí)的命運(yùn)。在這項(xiàng)新研究中，他們使用相同的模型來(lái)預(yù)測(cè)以前尚未確定的新微生物過(guò)程。

麻省理工學(xué)院的博士后研究員，馬斯洛夫?qū)嶒?yàn)室的合作者Akshit Goyal說(shuō)：“我們吃的東西直接進(jìn)入我們的腸道，并且釋放出一系列代謝產(chǎn)物的微生物。生物學(xué)家已經(jīng)測(cè)量了人類(lèi)糞便中的這些分子，我們證明可以使用計(jì)算模型來(lái)預(yù)測(cè)其中一些的水平?！?br/>

測(cè)量每種代謝物并試圖了解哪種微生物可能釋放出的微生物可能具有挑戰(zhàn)性。 Goyal說(shuō)：“存在大量可能的交叉進(jìn)給相互作用。使用這種模型，我們可以通過(guò)預(yù)測(cè)腸道中更可能發(fā)生哪些相互作用來(lái)輔助實(shí)驗(yàn)。”

該模型還得到了基因組注釋的支持，這些注釋解釋了哪些微生物基因負(fù)責(zé)加工代謝產(chǎn)物。 Veronika Dubinkina博士說(shuō)：“我們對(duì)建模預(yù)測(cè)充滿信心，因?yàn)槲覀冞€檢查了微生物是否包含進(jìn)行相關(guān)反應(yīng)所必需的基因。約有65％的預(yù)測(cè)得到了這一信息的支持。”

研究人員正在努力通過(guò)包含更多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)改進(jìn)模型。 “不同的人具有不同的腸道微生物菌株。盡管這些不同的菌株具有許多共同的基因，但它們的功能卻有所不同。我們需要從患者那里收集更多數(shù)據(jù)，以了解不同宿主中不同微生物群落的行為?！保ㄉ锕?Bioon.com）

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