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iMeta | 中科院生态中心邓晔组发布微生物代谢模型网络分析iNAP 2.0
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iMeta | 中科院生态中心邓晔组发布微生物代谢模型网络分析iNAP 2.0 iNAP2.0:代谢互补在微生物网络分析中的应用 iNAP 2.0: Harnessing metabolic complementarity in microbial network analysis DOI:https://doi.org/10.1002/imt2.235 发表时间:2024年9月23日 第一作者:彭玺 通讯作者:冯凯(kaifeng@rcees.ac.cn)、邓晔(yedeng@rcees.ac.cn) 合作作者:杨兴盛、何晴、赵博、李曈、王尚 主要单位: 中国科学院生态环境研究中心 中国科学院大学资源与环境学院 亮点 • 更新后的iNAP 2.0可以计算各种代谢互补与竞争系数,如PhyloMint指数、SMETANA(物种代谢相互作用分析)分数与基于pFBA的代谢距离,并提供了代谢互作网络的构建与分析模块; • iNAP 2.0创新性地使用了随机矩阵理论模型(RMT)来选择筛选代谢互作网络的阈值; • iNAP 2.0中的PhyloMint PTM程序可以显示微生物相互作用间的可能转移的代谢物,并将它们和微生物网络一起构建微生物-代谢物二分网络。 摘要 随着宏基因组测序技术的广泛使用,研究微生物生态网络的新视角应运而生,基于相关性的共现网络所无法预测的代谢证据得到了补充。本研究中提出了更新的iNAP2.0,其最重要的进步是整合了代谢模型的构建与分析模块,用于根据宏基因组测序数据进行微生物代谢互作的研究。iNAP2.0建立的代谢互作分析流程包括四个模块:(I)准备基因组规模代谢模型;(II)推断基因组规模代谢模型的成对相互作用;(III)构建代谢相互作用网络;(IV)分析代谢相互作用网络。无论是从宏基因组组装基因组(MAG)开始,或是从完整基因组开始,iNAP2.0提供了多种方法来量化模型之间的代谢互补性的潜力与趋势,包括基于系统发育距离调整的PhyloMint工具、物种代谢相互作用分析方法SMETANA以及基于简约流平衡分析(pFBA)的代谢距离计算等。另外,iNAP2.0集成了随机矩阵理论模型(RMT)方法来客观地筛选代谢互作网络的合适阈值。最后,iNAP2.0的一个重要工具是识别物种之间潜在可转移的代谢物,并将它们呈现为链接代谢互补网络中微生物节点的中间节点。iNAP2.0已在https://inap.denglab.org.cn上开放注册,并提供了测试数据供研究者们使用。
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