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Towards Predictive Models of the Human Gut Microbiome

机译：建立人类肠道微生物组的预测模型

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The intestinal microbiota is an ecosystem susceptible to external perturbations such as dietary changes and antibiotic therapies. Mathematical models of microbial communities could be of great value in the rational design of microbiota-tailoring diets and therapies. Here, we discuss how advances in another field, engineering of microbial communities for wastewater treatment bioreactors, could inspire development of mechanistic mathematical models of the gut microbiota. We review the state of the art in bioreactor modeling and current efforts in modeling the intestinal microbiota. Mathematical modeling could benefit greatly from the deluge of data emerging from metagenomic studies, but data-driven approaches such as network inference that aim to predict microbiome dynamics without explicit mechanistic knowledge seem better suited to model these data. Finally, we discuss how the integration of microbiome shotgun sequencing and metabolic modeling approaches such as flux balance analysis may fulfill the promise of a mechanistic model. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.
机译：肠道菌群是一个容易受到外界干扰（例如饮食变化和抗生素治疗）的生态系统。微生物群落的数学模型在合理设计微生物群饮食和疗法中可能具有重要价值。在这里，我们讨论了污水处理生物反应器的微生物群落工程这一领域的发展如何激发肠道菌群的力学数学模型的发展。我们回顾了生物反应器建模的最新技术以及对肠道菌群建模的当前努力。从宏基因组学研究涌现的大量数据中，数学建模可能会受益匪浅，但是旨在预测微生物组动力学而无需明确机械知识的数据驱动方法（如网络推理）似乎更适合对这些数据进行建模。最后，我们讨论了微生物ome弹枪测序和代谢建模方法（例如通量平衡分析）的集成如何实现机械模型的希望。 （C）2014 Elsevier Ltd.保留所有权利。

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