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Calibration and analysis of genome-based models for microbial ecology

机译：基于基因组的微生物生态学模型的校准和分析

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摘要

Microbial ecosystem modeling is complicated by the large number of unknown parameters and the lack of appropriate calibration tools. Here we present a novel computational framework for modeling microbial ecosystems, which combines genome-based model construction with statistical analysis and calibration to experimental data. Using this framework, we examined the dynamics of a community of Escherichia coli strains that emerged in laboratory evolution experiments, during which an ancestral strain diversified into two coexisting ecotypes. We constructed a microbial community model comprising the ancestral and the evolved strains, which we calibrated using separate monoculture experiments. Simulations reproduced the successional dynamics in the evolution experiments, and pathway activation patterns observed in microarray transcript profiles. Our approach yielded detailed insights into the metabolic processes that drove bacterial diversification, involving acetate cross-feeding and competition for organic carbon and oxygen. Our framework provides a missing link towards a data-driven mechanistic microbial ecology.>DOI:
机译：微生物生态系统建模由于大量未知参数和缺乏适当的校准工具而变得复杂。在这里，我们介绍了一种新型的微生物生态系统建模计算框架，该框架结合了基于基因组的模型构建，统计分析和对实验数据的校准。使用此框架，我们检查了在实验室进化实验中出现的大肠埃希氏菌菌株群落的动力学，在此期间，祖传菌株多样化为两种共存的生态型。我们构建了一个包括祖先和进化菌株的微生物群落模型，我们使用单独的单培养实验对其进行了校准。模拟重现了进化实验中的连续动力学，以及在微阵列转录本谱图中观察到的途径激活模式。我们的方法对导致细菌多样化的代谢过程产生了详细的见解，其中包括乙酸酯交叉进料和有机碳和氧的竞争。我们的框架为数据驱动的机械微生物生态学提供了缺失的链接。> DOI：

著录项

  • 期刊名称 eLife
  • 作者

    Stilianos Louca; Michael Doebeli;

  • 作者单位
  • 年(卷),期 2015(4),-1
  • 年度 2015
  • 页码 e08208
  • 总页数 17
  • 原文格式 PDF
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  • 中图分类
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