多目的最適化による宿主-微生物相相互作用の群集代謝モデリング

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論文|オンライン公開中, 110092
多目的最適化による宿主-微生物相相互作用の群集代謝モデリング

https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(24)01317-8

アンナ・ランバート
マルコ・ブディニッチ
マキシム・マヘ
サミュエル・シャフロン
Damien Eveillard 5

脚注を表示オープンアクセス掲載:2024年5月23日DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.110092

ハイライト

生物間の代謝的相互作用を予測する計算スコア

腸内細菌のうち、プロバイオティクスは腸管細胞との相互作用スコアが高い傾向にある

LGGと腸管細胞の間でコリンの相互摂食が予測される。

最小限の腸内生態系の存在が腸細胞の維持に有利であることが予測される。
概要
ヒトの腸内細菌叢は、様々な微生物から構成され、微生物間および宿主との複雑な相互作用を行い、宿主の健康に影響を及ぼしている。オミックス技術の進歩により、マイクロバイオームの構成と健康状態との間に明確な関連性が推論されるようになったが、通常、これらの関連性の因果関係やメカニズムについての理解は不十分である。相互作用を促進するメカニズムをモデル化するために、我々はin silico GEnome-scale metabolic Models（GEMs）を用いて生物の代謝をシミュレーションした。多目的最適化を用いて、腸内微生物と腸管上皮細胞間の代謝相互作用を予測・説明した。モデルのシミュレーション結果を統合したスコアを開発し、複数の生物間の相互作用のタイプ（競合、中立、相互主義）を予測し、定量化した。このフレームワークにより、コリンの相互摂食の可能性が明らかになり、ラクトバチルス・ラムノサスGGと上皮細胞との相互作用が予測された。最後に、5つの生物の生態系を分析し、最小限の微生物叢が上皮細胞の維持に有利であることを明らかにした。
図解抄録
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キーワード
ヒト腸
微生物叢
代謝モデル
生態系
多目的最適化
ラクトバチルス・ラムノサスGG
論文情報
発表履歴
受理された： 2024年5月21日
改訂版受理 2024年3月12日
受理：2024年3月12日 受理日：2023年10月30日
出版段階
インプレス, 受理原稿
識別
DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.110092

著作権
© 2024 エルゼビア社発行
ユーザーライセンス
クリエイティブ・コモンズ 表示 - 非営利 - 改変禁止 (CC BY-NC-ND 4.0) | 情報アイコンの再利用方法
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