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预测微生物群的可持续性和健康

本站发布时间:2023-11-20 16:05:38

微生物群落或微生物群落是通过地球上最广泛使用的生物技术过程——生物废水处理——保护人类和环境健康的重要组成部分然而,该过程本身也会受到不断变化的影响,很难在很长一段时间内保持稳定,温室气体的分配量也有限这项研究旨在预测复杂微生物的行为特征,以更好地控制过程并改进监测工程来自系统生态小组、卢森堡系统生物医学中心(LCSB)、卢森堡大学生命科学与医学部及其国际合作者的研究人员现在已经开发出一种新的建模方法,可以预测这些微生物群落在未来几年的动态和功能该图表发表在《自然生态与进化》杂志上,同时发布了相应的研究简报

废水处理厂是重要的基础设施,通过水卫生保护人类和环境健康然而,它们是高度复杂的系统,难以管理一个直接的技术挑战是预测驱动治疗过程的化学机器人社区的动态,这是控制和可持续的关键在最近的一项研究中,研究人员强调了这一问题的重要性,即开发新的框架工作,以在未来三年内准确预测

在他们的工作中,研究人员平均收集了一组样本,这些样本是在Schifflange(卢森堡)的废水处理厂采集的他们在一个样本中产生了广泛的高分辨率分子数据(“元组学”),并将其与环境信息结合在一起Meta-Omics是一位科学家,他们能够同时研究抗原组、转录组和前中家族微生物群落,从而全面了解群落的功能和与环境的相互作用该出版物的第一作者Francesco Delogu解释道:“关于微生物在处理厂中的传播光谱的数量、活动和代谢的详细信息,这些都是已知的。”

通过数学和统计建模,可以将大量数据减少到17个基本信号这些设计代表了半机械社区的关键驱动因素,并预测了未来几年的组成和活动这种方法可以用来预测潜在的问题,如发泡或病原体合并,可能在何时何地发生,并允许采取对策Delogufher博士进一步详细介绍道:“为了整合不同层次的信息,我们使用了多种方法来提取相关信息。我们使用了前沿分析方法,包括从Meta/Facebook打开预测源,并通过添加样本验证了四个预测的准确性。”

“基于我们的工作,微生物-生物-废水处理设备-长数据库”,解释道:DrÉ;该研究的合著者、系统生态学小组的成员穆勒在斯特拉斯堡大学和法国CNRS的GMGM实验室进行了研究“这一策略不能应用于生态系统,因为人类在面临干扰的新环境中形成了微生物群落。这对预测微生物生态系统以及它们如何受到全球环境变化的影响非常重要。”

这一新方法为未来的废水处理和生物技术过程提供了重要的抗微生物应用预测生物废水处理厂中潜在问题的能力将提高其可持续性和效率,降低成本和环境影响这种新方法还可以发展出更有效的治疗策略,提高废水的总体质量,并有助于改善环境此外,这些结果还可能涉及其他领域,如生物能源生产和环境辐射通过更好地理解微生物对环境条件的反应,科学家可以开发出利用微生物力量的新方法最后,同样的方法可以用来预测人类微生物的健康和动力与饮食变化、药物和环境暴露的关系

“我们最近的研究解决了我们小组的主要目标之一:准确预测微生物的行为。作为下一个重要步骤,我们的表面预测能力将增强,用于废水处理厂及其他地方的微生物的运行控制,”Prof总结道PaulWilmes,LCSB系统生态研究小组的高级研究员和负责人


来源:

Materials provided by
University of Luxembourg.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Francesco Delogu, Benoit J. Kunath, Pedro M. Queirós, Rashi Halder, Laura A. Lebrun, Phillip B. Pope, Patrick May, Stefanie Widder, Emilie E. L. Muller, Paul Wilmes.
    Forecasting the dynamics of a complex microbial community using integrated meta-omics. Nature Ecology & Evolution, 2023; DOI: 10.1038/s41559-023-02241-3

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