Бактериальные разновидности, живущие в человеческом пищеварительном тракте не только, помогают нам переварить нашу еду, но также и произвести ценные витамины для нас и даже затронуть способ, которым мы усваиваем наркотики. Метаболические процессы этих бактерий крайне важны для нашего здоровья и очень сложны: бактерии находятся в постоянном контакте с нашими камерами пищеварительного тракта, и различные организмы все время влияют друг на друга. Таким образом они играют столь важную роль в нашем здоровье, как они делают при многочисленных болезнях. Несмотря на многие достижения в науке, наше знание этих микробов все еще ограничено.
Чтобы улучшить наше понимание и помочь новым открытиям, исследовательской группе во главе с ученым LCSB, профессор доктор Инес Тиле, глава «Молекулярной группы» Физиологии Систем, теперь создала самую всестороннюю коллекцию вычислительных моделей для 773 различных микробов пищеварительного тракта, захватив их отдельные метаболизмы, названные АГОРОЙ. «АГОРА Основана на новом понятии для сравнительной реконструкции бактериальных метаболических моделей», говорит Инес Тиле: «Это позволяет анализ намного большего количества бактериальных штаммов, чем было когда-либо возможно прежде. С АГОРОЙ, и включением других наборов данных, мы можем систематически изучать метаболические взаимодействия в микробиоме пищеварительного тракта и как эти взаимодействия под влиянием внешних факторов, включая диету и принимают метаболизм».Первый автор исследования, Стефания Маньусдоттир, в настоящее время делает ее степень доктора философии в области группы Инес Тиле в LCSB: «Основанием для нашей статьи было полное расследование литературы по микробному метаболизму», объясняет она. «Мы собрали известные экспериментальные и геномные данные по метаболизму 773 бактериальных штаммов, чтобы усовершенствовать и утвердить вычислительные модели. На основе этого мы характеризовали метаболизм каждого микроба и нашли, что и их метаболические возможности и наша диета играют важные роли в том, как микробы взаимодействуют друг с другом.
Мы можем произвести персонифицированные модели микробиома, объединив эти вычислительные модели с метагеномными данными, которые могут быть получены, упорядочив микробы, существующие в образцах кала здоровых и больных людей».«С нашими моделями мы можем искать, целенаправленным способом, для метаболических путей, которые существенно важны для микробиома в пищеварительном тракте, и мы можем разработать то, что могло вызвать болезни, когда эти метаболические процессы идут не так, как надо», говорит соавтор доктор Ронан Флеминг, который возглавляет группу Биохимии Систем в LCSB: «Модели AGORA теперь позволят нам изучать воздействие взаимодействий микробиома хозяина при определенных болезнях или использовать их в появляющейся области персонифицированной медицины».Используя АГОРУ, чтобы изучить микробиом пищеварительного тракта включит тесное сотрудничество с исследователями, которые исследуют микробиом пищеварительного тракта в лаборатории, включая профессора доктора Пола Вилмеса, главу группы Биологии Экосистем LCSB. Его группа разработала методы для изучения бактерий пищеварительного тракта при реальных условиях. «АГОРА направляет нас к целенаправленным бактериальным метаболическим процессам, чтобы выполнить сосредоточенные эксперименты, позволяя точное и всестороннее моделирование процессов в микробах пищеварительного тракта», утверждает Пол Вилмес.
Для Инес Тиле высокая степень точности не самоцель: «Мы хотим понять, как микробы модулируют человеческий метаболизм, когда мы изменяем нашу диету. Это может дать нам ключ к разгадке относительно того, как мы можем предотвратить, или даже рассматривать, болезни, например определяя пищевые добавки, которые могли изменить взаимодействия в больном микробиоме пищеварительного тракта, чтобы подражать метаболическим функциям здоровой».Проект АГОРЫ получил поддержку со стороны Люксембурга, который Национальный Исследовательский фонд (FNR) ПРИВЛЕКАЕТ, УДАЛЯЕТ СЕРДЦЕВИНУ, Доказательство Понятия и АФРИКАНСКИЕ программы финансирования, а также из Продвинутой Вычислительной программы американского Министерства энергетики, Офисов Передового Научного Вычислительного Исследования и Биологического и Экологического Исследования.
Коллекция прогнозирующих метаболических моделей доступна исследователям с помощью http://vmh.life.