肠道微生物群落可塑性的大数据建模和深度理解

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31871334
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0608.生物数据资源与分析方法
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Human microbial communities are complex ecosystems, which were affected by various environmental factors such as diet, and have been in dynamic status. Such dynamics status has shown the plastic pattern: the community structures on taxonomical and functional levels could change, largely driven by environmental factors such as diet. And such changes might be reversed if diets were shifted back. However, what pattern does such dynamic change follow remain unclear. For a better understanding of microbial plasticity and the ecological patterns behind it, microbiome big-data modeling is essential...In this project, we aim to model the gut microbiome plasticity based on a massive amount of microbiome samples and datasets. Firstly, we will profile microbiome samples collected from different time-points. Secondly, we will analyze the pattern of such plasticity on macro-scale (whole community) and micro-scale (species or genes) levels. Thirdly, we will combine dietary information, time-series information as well as microbiome profiles, and establish plasticity models from different angles such as enterotypes and species networks. Finally, we will combine wet-lab and dry-lab experiments to verify a selected sets of gut microbial plasticity models. ..The conduction of this project would build a set of plastic models, that would help to provide a deeper understanding of the plastic pattern of gut microbial communities.
肠道微生物群落受到饮食等环境因素的影响,长期处在动态的变化过程中。这种动态变化具有高度的时空可塑性特征,即在菌群物种结构和功能组成等方面,容易受环境因素的影响而产生相应较有规律的变化。肠道菌群可塑性的研究是深入理解肠道菌群微生态和功能的重要方向,然而肠道菌群动态变化在时空范围内遵循何种规律目前还不是十分清楚,需要通过肠道微生物组大数据建模进行深入理解。.本项目计划基于大量在时空范围内相关的微生物组样本和测序数据,构建肠道菌群可塑性模型。首先,解析环境因素对肠道菌群的影响;其次,肠道菌群的宏观和微观可塑性分析;再次,从时空动态性、肠型差异性和物种网络等不同角度建立肠道菌群可塑性模型。本项目还计划通过数据分析和生物实验相结合的办法,验证一部分肠道菌群可塑性模型。.本项目将通过针对肠道菌群时空可塑性的大数据建模,在更深的层次理解肠道菌群受环境影响发生动态变化所遵循的规律。

结项摘要

肠道微生物群落受到饮食等环境因素的影响,长期处在动态的变化过程中。这种动态变化具有高度的时空可塑性特征,即在菌群物种结构和功能组成等方面,容易受环境因素的影响而产生相应较有规律的变化。肠道菌群可塑性的研究是深入理解肠道菌群微生态和功能的重要方向,然而肠道菌群动态变化在时空范围内遵循何种规律目前还不是十分清楚,需要通过肠道微生物组大数据建模进行深入理解。..本项目已完成的内容包括:基于大量在时空范围内相关的微生物组样本和测序数据,构建肠道菌群可塑性模型。首先,解析了环境因素对肠道菌群的影响;其次,完成了肠道菌群的宏观和微观可塑性分析;再次,从时空动态性、肠型差异性和物种网络等不同角度建立了肠道菌群可塑性模型。此外,本项目还通过数据分析和生物实验相结合的办法,验证了一部分肠道菌群可塑性模型。..本项目通过针对肠道菌群时空可塑性的大数据建模,在更深的层次加深理解了肠道菌群受环境影响发生动态变化所遵循的规律。已完成的工作发表于Gut (3篇),Microbiome,Gut Microbiome,Annals of the Rheumatic Diseases,PNAS,Genome Biology,Genome Medicine,Briefings in Bioinformatics等领域内顶尖杂志上。

项目成果

期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Microbial Dark Matter: from Discovery to Applications.
微生物暗物质:从发现到应用
  • DOI:
    10.1016/j.gpb.2022.02.007
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
    GENOMICS PROTEOMICS & BIOINFORMATICS
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Zha, Yuguo;Chong, Hui;Yang, Pengshuo;Ning, Kang
  • 通讯作者:
    Ning, Kang
The Seasonal Dynamics and the Influence of Human Activities on Campus Outdoor Microbial Communities
季节动态及人类活动对校园室外微生物群落的影响
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2019.01579
  • 发表时间:
    2019-07-10
  • 期刊:
    FRONTIERS IN MICROBIOLOGY
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Chen, Chaoyun;He, Ruiqiao;Ning, Kang
  • 通讯作者:
    Ning, Kang
Microbiome Resilience and Health Implications for People in Half-Year Travel.
半年旅行中微生物组的恢复力和健康影响
  • DOI:
    10.3389/fimmu.2022.848994
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Frontiers in immunology
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Cheng M;Liu H;Han M;Li SC;Bu D;Sun S;Hu Z;Yang P;Wang R;Liu Y;Chen F;Peng J;Peng H;Song H;Xia Y;Chu L;Zhou Q;Guan F;Wu J;Tan G;Ning K
  • 通讯作者:
    Ning K
The Distinct Microbial Community Patterns and Pathogen Transmission Routes in Intensive Care Units
重症监护病房独特的微生物群落模式和病原体传播途径
  • DOI:
    10.1016/j.jhazmat.2022.129964
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
    Journal of Hazardous Materials
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Junwei Chen;Lei Ji;Guangzhou Xiong;Kang Ning
  • 通讯作者:
    Kang Ning
Meta-Prism 2.0: Enabling algorithm and web server for ultra-fast, memory-efficient, and accurate analysis among millions of microbial community samples.
Meta-Prism 2.0:启用算法和网络服务器,可在数百万个微生物群落样本中进行超快速、内存高效且准确的分析
  • DOI:
    10.1093/gigascience/giac073
  • 发表时间:
    2022-07-28
  • 期刊:
    GigaScience
  • 影响因子:
    9.2
  • 作者:
  • 通讯作者:

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其他文献

MADS-Box基因和赤霉素调控叶用莴苣的抽薹
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    --
  • 发表时间:
    2016
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张小兰
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    宁康
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    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈挺
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    --
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    2015
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    王长云
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王雪涛;马新乐;徐健;宁康
  • 通讯作者:
    宁康

其他文献

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宁康的其他基金

基于微生物组大数据和深度学习技术的蛋白质结构和功能挖掘
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
微生物组大数据整合与数据挖掘方法研究
  • 批准号:
    31671374
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
基于海量样本的高性能元基因组数据分析策略和方法开发
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相似国自然基金

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相似海外基金

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知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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