一个基因组规模的代谢重建资源,包含247,092种多样化的人类微生物,跨越多个大陆,年龄组和身体部位
Almut Heinken1, Timothy Otto Hulshof2, Bram Nap2
1School of Medicine, University of Galway, Galway, Ireland; Ryan Institute, University of Galway, Galway, Ireland; Inserm UMRS 1256 NGERE, University of Lorraine, Nancy, France.
Cell systems
|February 13, 2025
概括
我们创建了APOLLO,这是一个微生物代谢模型的大数据库,可以详细研究微生物群相互作用. 这一资源有助于理解宿主微生物组的共同代谢和疾病,即使是未经表征的微生物.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 计算生物学 计算生物学
- 系统生物学 系统生物学
背景情况:
- 基因组规模的代谢建模对于理解饮食-宿主-微生物组-疾病相互作用至关重要.
- 当前的重建资源面临着计算限制,限制了它们的范围和适用性.
研究的目的:
- 开发一个优化的计算管道,以生成微生物基因组规模代谢重建的全面资源.
- 为了能够系统地询问微生物组内的社区级代谢能力.
主要方法:
- 开发了一个高度并行的管道,以产生247,092个微生物基因组规模的代谢重建 (APOLLO).
- 利用机器学习基于代谢特征进行准确的分类学赋值.
- 从元基因组数据构建了14451个样本特定的微生物群体模型.
主要成果:
- APOLLO涵盖了19个类的多样化微生物,包括来自全球人口和各种身体部位的超过60%的未表征菌株.
- 机器学习从代谢资料准确地预测了分类学赋值.
- 样本特定的代谢途径有效地按体位,年龄和疾病状态分层化了微生物群.
结论:
- 阿波罗为研究大部分未培养和未分类的微生物物种提供了一个可扩展的资源.
- 能够对个性化宿主微生物组共同代谢进行先进的系统级建模.
- 有助于更深入地了解微生物组的功能及其在健康和疾病中的作用.
