GFHDT: 計算建模工具繪製腸道微生物組對健康的影響圖譜

�人體微生物組，腸道細菌。 [Artur Plawgo/Getty Images]

腸道微生物組的紊亂會導致炎症性腸病（IBD）等健康問題。 為了更好地了解這些微生物如何相互作用及其與環境的互動，加州大學聖地牙哥分校的科學家開發了一種名為coralME的新工具，該工具可以創建詳細的基因組規模代謝和基因與蛋白質表達計算模型。 詳細信息發表在《細胞系統》（Cell Systems）雜誌的一篇新論文中，題為「微生物組的代謝和基因表達模型揭示了飲食和代謝失調如何影響疾病」。。

據開發人員介紹，所謂的ME模日本藤素�美國黑金�犀利士�威而鋼�速效犀利士�印度威而鋼�印度犀利士�雙效犀利士�印度壯陽藥�速效壯陽藥�台灣強硬藥局

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強硬藥局官網�強硬藥局訂購商城�強硬藥局精選品牌�強硬藥局資訊�強硬藥局LINE社群�外用增強型壯陽藥�延時控制型壯陽藥�日常保健品型將微生物的基因組與其表型和屬性聯繫起來。 它們闡明瞭微生物如何對特定營養物質做出反應，例如哪些會增加特定微生物種群的數量並導致微生物組失衡。 這些模型還可以預測哪些營養物質最有利於腸道有益的微生物種群，以及哪些會導致產生不需要的產物，如過敏原或毒素。

加州大學聖地牙哥醫學院兒科教授、論文高級作者Karsten Zengler博士表示，這些基因組規模的模型“為理解複雜環境中微生物行為提供了機制基礎”。 “例如，我們從模型中可以看出，一種微生物需要某種氨基酸，但它自己無法合成這種氨基酸，因此它要麼從其他微生物、人類宿主或人類飲食中獲取。”

為了證明coralME的價值，科學家們生成了495個ME模型，這些模型描述了一些最常見的腸道物種。 然後，他們使用這些模型來類比不同飲食如何影響腸道細菌。 除其他發現外，低鐵或低鋅飲食允許某些有害細菌存活，而高特定巨集量營養素的飲食似乎促進有益細菌的生長。 重要的是，這些是傳統計算模型所忽略的效果，如果手動建模，可能需要數年時間。

當模型輸入IBD患者的微生物表達數據時，科學家們能夠實時觀察微生物的行為，Zengler指出，他同時也是加州大學聖地牙哥分校微生物組創新中心的成員以及工程學院的生物工程兼職教授。

具體來說，研究小組發現IBD患者腸道化學環境發生變化，包括pH值更鹼性，但保護腸道的短鏈脂肪酸產量下降。 他們還確定了與這些變化相關的特定細菌和細菌群之間的相互作用。 他表示，這些結果“展示了微生物正在吃什麼、正在生產什麼產物，以及它們如何與其他微生物和宿主相互作用。 "

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學家們認為，從這些模型中獲得的見解可能帶來診斷和治療IBD及其他影響微生物組疾病的新的方法。 此外，可能有機會開發針對特定微生物活動的個人化療法。 “如果我們能夠準確預測微生物組對任何疾病的反應，我們就能理解疾病與微生物組之間的聯繫，並找到治癒疾病的方法，”Zengler說。

開發人員指出，除了人類疾病，coralME還可用於生成土壤、水和其他動物中發現的微生物群落模型