Новый метод для анализа микробиомов: нейросеть mmvec

Микробиомы играют ключевую роль в природных процессах, важных для здоровья планеты и человека. Однако определение того, какие именно микробы участвуют в конкретной геохимической или физиологической реакции, — сложная и медленная задача из-за необходимости анализа огромных массивов генетических и метаболических данных.

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали новый подход для решения этой проблемы. В статье, опубликованной в Nature Methods, они представили метод microbe-metabolite vectors (mmvec). Это подход на основе нейронных сетей, который использует вероятности для выявления наиболее вероятных взаимосвязей между совместно встречающимися микробами и метаболитами.

Команда продемонстрировала, что mmvec превосходит традиционные методы, основанные на корреляции. Тестирование проводилось на двух хорошо изученных типах микробиомов:

• Почвы пустынь.
• Лёгкие пациентов с муковисцидозом.

Кроме того, метод показал потенциальные возможности для будущего применения, выявив взаимосвязи между микробными метаболитами и воспалительными заболеваниями кишечника.

Ключевая цитата: «Предыдущие статистические инструменты для оценки корреляций микроб-метаболит работали сравнимо со случайным угадыванием, — сказал Марк Ван Гетем, соавтор исследования из Berkeley Lab. — Их низкая производительность приводила к обнаружению ложных связей и пропуску истинных. Mmvec — это мощный новый инструмент, который точно связывает содержание метаболитов и микробов, чтобы решить эту проблему... В конечном итоге mmvec позволит нам начать движение от простого распознавания паттернов к раскрытию механизмов».