微生物组丰度模式作为吸引子及其对微生物互作网络推断的启示
种群与进化
2023-06-06 v1
摘要
从丰度模式推断微生物互作网络是增进我们对微生物群落（尤其是人类微生物组）理解的重要途径。本文建议区分微生物丰度数据中包含的两个层次信息：（1）定量丰度值；（2）微生物生物体的存在与缺失模式。后者允许对微生物组数据进行二值化视角，并将微生物数据新颖地解释为布尔网络的吸引子，或更准确地说，固定点。从这些吸引子出发，我们的目标是推断微生物组样本中所存物种间的互作网络。为完成此任务，我们引入一种结合先前发表的 ESABO（基于布尔运算的丰度向量熵偏移）方法与进化算法的新型推断方法。我们方法的核心思想是，所推断的网络应将原始（观测到的）二值丰度模式集复现为吸引子。我们研究了该进化方法的精度与运行时间特性，以及其在吸引子集知识不完整下的表现。基于对该方法的理论理解，我们随后展示了其在经验数据上的应用。
引用
@article{arxiv.2306.02100,
title = {Microbiome abundance patterns as attractors and the implications for the inference of microbial interaction networks},
author = {Isabella-Hilda Mendler and Barbara Drossel and Marc-Thorsten Hütt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.02100},
year = {2023}
}