在过去的十年里，科学家们在理解细菌和病毒在人体中自然共存的群体在一些重要的功能中扮演着重要的角色，如消化、新陈代谢，恒达登录网址多少甚至对抗疾病方面取得了巨大的进步。但是理解它们是如何做到的仍然是个问题。
德雷克塞尔大学的研究人员希望通过高通量基因排序和自然语言处理计算机算法的巧妙结合来帮助回答这个问题。他们的研究最近发表在《公共科学图书馆·综合》(PLOS ONE)杂志上，报告了一种分析RNA编码的新方法，这种方法可以描绘人类微生物群落，并揭示它们是如何运作的。
对人类微生物环境(或微生物群落)的大量研究集中在识别所有不同的微生物物种上。微生物相关疾病治疗的新发展基于这样一种理念，即微生物群的不平衡或偏差是健康问题的根源，如消化不良或克罗恩病。
但是，为了正确地纠正这些不平衡，重要的是科学家要对微生物群落的存在有更广泛的了解——无论是在受影响的地区还是在整个身体。
“我们才刚刚开始了解微生物群对健康的影响，”德雷克塞尔工程学院副教授、论文作者之一盖尔·罗森(Gail Rosen)博士说。“在很多方面，科学家们投入到这项工作中，却没有对这些微生物群落的样子、它们的普遍程度以及它们的内部结构如何影响它们在人体内的直接环境有一个全面的了解。”
罗森是大数据生物发现中心的负责人，该中心由一组研究人员组成，他们一直在应用算法和机器学习来帮助破译大量的基因排序信息，这些信息在过去几年里已经变得可用。他们的工作和世界各地类似的努力已经把微生物学和遗传学研究从实验室转移到了数据中心——创造了一种计算方法来研究有机体的相互作用和进化，称为宏基因组学。
在这种类型的研究中，对遗传物质样本——DNA或RNA——的扫描可以被解释为揭示可能存在的生物体。罗森的团队提出的方法更进一步，通过分析遗传密码来发现重复出现的模式，这表明某些生物群体——这里指的是微生物——非常频繁地聚集在一起，这不是巧合。
“我们称这种方法为‘宏基因组学’，因为我们正在寻找微生物群落中重复出现的主题，这些主题是微生物群落共存的指标，”罗森说。“人体内有成千上万种微生物，所以如果你想想可能存在的所有组合的排列，你就能想象得出，要确定它们中哪些是共同生活在一起的，是一项多么艰巨的任务。”我们的方法使用了模式识别算法，这节省了大量的时间，消除了一些猜测。”
目前研究微生物群系的方法，比如肠道细菌，恒达登录恒达娱樂从身体的某个部位取一个样本，然后观察那里的遗传物质。作者认为，这个过程本身缺乏重要的背景。
“如果我们不首先了解微生物群落的范围，以及它们在体内发生的频率和地点，就不可能真正了解微生物群落在做什么，”德雷克塞尔医学院的博士兼医学博士实习生、该论文的合著者史蒂夫·沃罗兹涅克(Steve Woloszynek)说。“换句话说，如果还不知道微生物的‘自然状态’，就很难开发出促进它们自然共存的治疗方法。”
利用宏基因组学，获得微生物群落的完整地图，可以让研究人员观察它们如何随时间变化——在健康人身上和那些患有疾病的人身上都是如此。观察两者之间的差异，可以为群落的功能提供线索，也可以阐明微生物种类的配置，从而实现群落功能。
“大多数宏基因组学方法只能告诉你哪些微生物数量丰富——因此可能很重要——但它们并不能真正告诉你每个物种是如何支持其他群落成员的，”罗森说。“用我们的方法，你可以得到一个群落结构的图片——例如，它可能有大肠杆菌和脆弱杆菌作为最丰富的微生物，数量相当——这可能表明它们是交叉喂养的。”另一个群落可能有脆弱b菌作为最丰富的微生物，其他许多微生物数量相等，但数量更少——这可能表明，它们正在以脆弱b菌制造的任何东西为食，没有任何合作。”
分析人类微生物群系的最终目标之一是利用某些微生物群落的存在作为指标，来识别像克罗恩病这样的疾病，甚至是特定类型的癌症。为了测试他们的新方法，德雷克塞尔的研究人员将其与通过测量特定基因序列的相对丰度来诊断克罗恩病和口腔癌的类似主题建模程序进行了对比。
themetagenomics方法被证明是准确预测疾病一样,但它的速度远远快于其他主题建模方法——分钟和天也给出每个社区微生物物种指标如何可能导致疾病的严重程度。有了这种水平的颗粒度，研究人员在开发有针对性的治疗方法时，将能够锁定特定的基因组合。
该组织已经公开了他们的基因组学分析工具，恒达娱乐登录官网希望能加快治愈和治疗这些疾病的进程。
“现在很早,但是,我们越了解微生物功能——即使只是知道如何组织可能是代理,然后我们可以一起看看这些团体和干预或控制的代谢途径,从而为药物开发和治疗研究铺平了道路,”罗森说。