使用基因组规模建模,在合成二元微生物组中探测物种间代谢相互作用

科学领域:

• 微生物生态学 微生物生态学
• 系统生物学 系统生物学
• 代谢工程是代谢工程.

背景情况:

• 微生物群落对于生态系统的功能至关重要,但物种间代谢相互作用仍然不太清楚.
• 自然微生物组是复杂的,限制了对代谢交换的详细研究.
• 合成共同种植提供了可处理的模型来研究这些相互作用.

研究的目的:

• 评估基因组级代谢建模 (GEM) 方法,分析合成甲类-光类 (M-P) 共同培养中的代谢相互作用.
• 了解这些相互作用如何促进增长,并随着时间的推移而演变.
• 开发一种改进的动态GEM方法来进行培分析.

主要方法:

• 将SteadyCom (稳态GEM) 和DFBA实验室 (动态GEM) 与新提出的动态GEM方法Dynami.Com进行了比较.
• 利用来自模型M-P共同培养的批量增长数据.
• 根据文献和运动模型验证了DynamiCom的预测.

主要成果:

• SteadyCom预测了交互,但不是动态;DFBA实验室预测了动态,但不是交互.
• DynamiCom成功地确定了交叉食的代谢物,并预测了物种间相互作用的演变.
• DynamiCom准确地预测了甲类和蓝藻细菌之间的关键交换代谢物和交换.

结论:

• DynamiCom是一种新的动态GEM方法,适用于模拟M-P共同种植.
• 开发的方法阐明了微生物共同培养中的动态代谢交换和相互关系.
• 结果提供了对微生物社区结构,功能和演变的见解.