基于代谢物介导的微生物群落动力学建模比物种-物种建模更有效捕捉涌现行为
种群与进化
2019-10-29 v2
摘要
肠道微生物组的个性化模型对疾病预防与治疗具有重要价值。为此，需要一种能预测微生物群落组成及其涌现行为的数学模型。我们寻求一种可从通用个体相互作用集合构建并捕捉涌现行为的建模策略。我们的研究表明，相较于直接的物种-物种建模，物种-代谢物相互作用建模更能捕捉群落组成动力学中的涌现行为。利用公开数据，我们检验了物种-物种模型与物种-代谢物模型从成对生长实验的结果预测三元生长实验的能力。我们比较了二次物种-物种相互作用模型与二次物种-代谢物相互作用模型，并得出结论：仅物种-代谢物模型具备解释多种相互依赖生长结果所需的复杂性。我们还表明，通用物种-物种相互作用模型无法匹配群落生长动力学中观察到的模式，而物种-代谢物模型可以。我们得出结论：物种-代谢物建模在开发准确、具临床价值的微生物群落模型中将十分重要。
引用
@article{arxiv.1907.04436,
title = {Metabolite mediated modeling of microbial community dynamics captures emergent behavior more effectively than species-species modeling},
author = {James D. Brunner and Nicholas Chia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.04436},
year = {2019}
}
备注
23 pages, 8 Figures